Bioelementos y Biomoléculas

Bioelementos

Son los elementos químicos que constituyen los seres vivos. Se clasifican en:

• Bioelementos primarios (O, C, H, N, P y S)
• Bioelementos secundarios (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-)

Oligoelementos

Son aquellos bioelementos que se encuentran en los seres vivos en un porcentaje menor del 0.1%. Algunos, los indispensables, se encuentran en todos los seres vivos, mientras que otros, variables, solamente los necesitan algunos organismos.

Características de los Bioelementos Primarios

• Aunque no son de los más abundantes, todos ellos se encuentran con cierta facilidad en las capas más externas de la Tierra.
• Sus compuestos presentan polaridad, por lo que fácilmente se disuelven en el agua, lo que facilita su incorporación y eliminación.
• El C y el N presentan la misma afinidad para unirse al oxígeno o al hidrógeno, por lo que pasan con la misma facilidad del estado oxidado al reducido. Esto es de gran importancia, pues los procesos de oxidación-reducción son esenciales en el metabolismo.
• El C, el H, el O y el N son elementos de pequeña masa atómica y tienen variabilidad de valencias, por lo que pueden formar entre sí enlaces covalentes fuertes y estables.

Biomoléculas

Los bioelementos se unen entre sí para formar moléculas que llamaremos biomoléculas: las moléculas que constituyen los seres vivos. Estas moléculas se han clasificado tradicionalmente en los diferentes principios inmediatos:

• Inorgánicos: Agua, CO2, Sales minerales
• Orgánicos: Glúcidos, Lípidos, Prótidos o proteínas, Ácidos nucleicos

Formulación de las Biomoléculas

• Fórmulas desarrolladas o estructurales: átomos que forman las moléculas y enlaces covalentes.
• Fórmulas semidesarrolladas: enlaces de la cadena carbonada.
• Fórmulas empíricas: número de átomos de cada elemento que hay en la molécula.

Compuestos Orgánicos

Son compuestos orgánicos los compuestos de carbono. Los seres vivos contienen compuestos orgánicos. Son éstos los que caracterizan a la materia viva y la causa de las peculiares funciones que realiza. Se clasifican a partir de criterios muy simples (como su solubilidad): Glúcidos o hidratos de carbono, lípidos, prótidos (proteínas), ácidos nucleicos.

Funciones

• Glúcidos y lípidos: funciones energéticas y estructurales.
• Proteínas: enzimáticas y estructurales.
• Ácidos nucleicos: responsables de la información genética.

Biocatalizadores

Sustancias de gran importancia para los seres vivos, pero estos las necesitan en muy pequeña cantidad y nunca tienen funciones energéticas ni estructurales. (Vitaminas, enzimas y hormonas).

Enlace Covalente

Enlace muy resistente cuando la molécula está en disolución acuosa. Se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones. El enlace covalente se da entre elementos no metálicos de electronegatividad similar.

Tipos

• Enlace simple: si comparten 2 electrones y permite el giro.
• Enlace doble: si comparten 4 electrones.
• Enlace triple: si comparten 5 electrones.

Polaridad

Cuando el elemento más electronegativo atrae hacia sí los electrones, provocará que la molécula tenga zonas con carga eléctrica positiva y otras con carga negativa.

Átomo de Carbono

Elemento número 6 de la tabla periódica. Es el elemento más importante de los seres vivos, aunque no sea el que se encuentra en más abundancia.

Localización

Lo encontramos en la atmósfera en forma de CO2, disuelto en las aguas formando carbonatos y en la corteza constituyendo las rocas calizas (CO3Ca), el carbón y el petróleo.

Enlaces Covalentes del Carbono

El átomo de carbono tiene 4 electrones en la última capa. Esto hace que pueda unirse a otros átomos mediante cuatro enlaces covalentes.

• Hibridación tetraédrica: Unido mediante cuatro enlaces covalentes simples a otros cuatro átomos.
• Hibridación trigonal: Unido a otros tres átomos mediante dos enlaces simples y uno doble. El enlace doble es algo más corto que los enlaces simples, por lo que el triángulo no será equilátero sino isósceles.
• Hibridación lineal: unido a otros dos átomos mediante un enlace simple y uno triple o mediante dos dobles.

Funciones Orgánicas

Funciones o grupos funcionales:

a) Funciones oxigenadas (formadas por C, H y O): alcohol o hidroxilo (-O-H), aldehído (-CHO), cetona (>C=O), ácido orgánico o carboxilo (-COOH).

b) Funciones nitrogenadas: amina (-NH2), amida (-CONH2), tiol o sulfidrilo (-S-H).

Los aldehídos se diferencian de las cetonas por estar siempre en un carbono situado en el extremo de la molécula. El carbono que lleva una función aldehído se encuentra unido a otro carbono o a un hidrógeno.

Entre las funciones con azufre la más importante en los compuestos de los seres vivos es la función tiol (en algunos aminoácidos). El fósforo se encuentra sobre todo en los ácidos nucleicos y sus derivados.

Propiedades Químicas

Los alcoholes por deshidrogenación (oxidación) se transforman en aldehídos o cetonas y estos por una nueva oxidación dan ácidos. Por el contrario, los ácidos por reducción dan aldehídos y estos a su vez dan alcoholes. Estos procesos son de gran importancia en el metabolismo de los seres vivos, en particular en los procesos de obtención de energía.

Monómero

Frecuentemente los compuestos que constituyen los seres vivos están formados por la unión más o menos repetitiva de moléculas menores. Cada una de las unidades menores que forman estas grandes moléculas es un monómero.

Polímero

Es el compuesto que resulta de la unión de monómeros. Los polímeros son macromoléculas (moléculas de elevado peso molecular).

Enlaces Intra e Intermoleculares

a) Enlace Iónico: El enlace se debe a las fuerzas de carácter eléctrico que se establecen entre las positivas de los grupos -NH+3, bien dentro de una misma molécula o entre moléculas próximas. Estos enlaces en medio acuoso son muy débiles. Si se dan en gran número pueden dar una gran estabilidad a la molécula.

a) Puentes Disulfuro: enlaces covalentes que se forman al reaccionar entre sí dos grupos -S-H para dar -S-S-. Son extraordinariamente resistentes. Los encontraremos en las proteínas.

b) Puentes de Hidrógeno: Los enlaces de hidrógeno se deben a la mayor o menor electronegatividad de los elementos que participan en un enlace covalente.

Enlaces débiles pero que si se dan en gran número pueden llegar a dar una gran estabilidad a las moléculas. Los encontramos en las proteínas y en los ácidos nucleicos.

c) Fuerzas de Van der Waals: Se trata de fuerzas de carácter eléctrico debidas a pequeñas fluctuaciones en la carga de los átomos. Actúan cuando las moléculas se encuentran muy próximas unas a otras.

d) Uniones Hidrofóbicas: sustancias que en un medio acuoso van a mantenerse unidas entre sí por su repulsión al medio en el que se encuentran. Son muy débiles.

Función: mantenimiento de los componentes lipídicos de la membranas celulares y en la configuración de muchas proteínas.

Glúcidos y Lípidos

Glúcidos

Los glúcidos son moléculas orgánicas formadas básicamente por C, H, y O. Los glúcidos son polialcoholes con un grupo funcional carbonilo (aldehído o cetona).

Funciones

• Función energética (es su principal función).
  • Monosacáridos: Se usan para extraer la energía de sus enlaces mediante la respiración celular.
  • Disacáridos: sirven como reserva de energía de rápida utilización.
  • Homopolisacáridos: son polímeros de reserva, acumulan gran cantidad de moléculas de glucosa en el interior, sin que por ello aumente en exceso la presión osmótica.
• Función estructural:
  • Monosacáridos: forman parte de los ácidos nucleicos.
  • Homopolisacáridos: la celulosa constituye la pared de las células vegetales. La quitina forma el exoesqueleto de artrópodos.
• Otras funciones: sistema de defensa interna y externa. Anticoagulante. Marcadores biológicos. Reconocimiento celular.

Clasificación

a) Según el tipo de grupo funcional que posean se dividen en:

• Aldosas: el grupo funcional es un aldehído.
• Cetosas: llevan un grupo cetona.

b) Según su complejidad se diferencian:

• Monosacáridos u osas.
• Ósidos
  • Holósidos: unión de 2 o más monosacáridos. Se dividen en:
    • Oligosacáridos
    • Polisacáridos
  • Heterósidos

Enlace O-Glucosídico

Es el enlace que se establece entre dos grupos OH de dos monosacáridos, con desprendimiento de una molécula de agua.

Cuando los dos grupos -OH implicados en el enlace son anoméricos, el enlace se denomina dicarbonílico (pierde el carácter reductor), si uno de ellos no es anomérico, el enlace se llama monocarbonílico (no pierde el carácter reductor).

La unión entre monosacáridos se denomina polimerización. La reacción inversa se denomina hidrólisis, en la que mediante la adición de una molécula de agua se rompe el enlace O-glucosídico, quedando separados ambos monosacáridos.

Monosacáridos

Son los más simples, sus moléculas pueden tener entre 3 y 7 átomos de carbono y constituyen los monómeros. Son aldehídos o cetonas con 2 ó más grupos -OH. No pueden ser hidrolizados.

Propiedades

• Físicas: Sólidos, cristalinos, sabor dulce, incoloros, solubles en agua.
• Químicas: Poder reductor. El carácter reductor se puede poner de manifiesto por medio de una reacción redox. El método más empleado es la prueba de Fehling.
• Esteroisomería: Es la existencia de moléculas con una misma fórmula plana pero distinta estructura espacial. Ej: Gliceraldehído.

Para representar en el papel estas moléculas se utiliza la Proyección de Fischer.

Las disoluciones de esteroisómeros son capaces de desviar el plano de luz polarizada a la derecha Dextrógiro (+) o a la izquierda Levógiro (-).

Dentro de los esteroisómeros se pueden diferenciar entre:

a) Aquellos que son imágenes especulares entre sí, (Enantiomorfos).

b) Aquellos que no son imágenes especulares (Epímeros).

Clasificación

• Según el número de átomos de carbono que contengan en: triosas (3), tetrosas (4), pentosas (5), hexosas (6), etc.
• Según el grupo funcional que poseen: aldosas (con grupo aldehído) y cetosas (con grupo cetona).

Estructura

• En estado cristalino tienen estructura lineal sin ramificar en la que todos sus átomos de carbono menos uno tienen un grupo alcohol y el restante es un carbono carbonílico (aldehídico o cetónico).
• Los monosacáridos de más de 4 átomos de carbono cuando están en disolución adoptan estructuras cíclicas.

En la estructura cíclica, el carbono del grupo carbonilo se denomina carbono anomérico y origina 2 nuevos esteroisómeros que reciben el nombre de anómeros: α y β.

Los ciclos pentagonales se llaman Furanosas y los hexagonales Piranosas.

Interés Biológico

• Triosas. Contienen 3 átomos de carbono. Existen dos triosas: Gliceraldehído y dihidroxiacetona.
• Tetrosas. Contienen cuatro átomos de carbono. Presentan mayor número de esteroisómeros. Ej. La Eritrosa.
• Pentosas. Presentan 5 átomos de carbono. Algunas pentosas desempeñan importantes funciones biológicas, como la D-Ribosa. Otra aldopentosa muy semejante, la desoxirribosa.
• Hexosas. Tienen 6 átomos de carbono en su molécula. Destaca la glucosa, la molécula energética más utilizada por los seres vivos.

Oligosacáridos

Son glúcidos formados por la unión de dos a nueve monosacáridos.

Disacáridos

Están formados por la unión de dos monosacáridos mediante enlace O-glucosídico. Si el enlace es dicarbonílico, el disacárido no posee poder reductor; si el enlace es monocarbonílico, el disacárido es reductor.

Propiedades

Sabor dulce, solubles en agua e hidrolizables y poseer poder reductor los que se forman por enlace monocarbonílico.

Disacáridos más Importantes

• Maltosa: Formada por dos moléculas de glucosa unidas por enlace α (1,4). Su interés biológico radica en servir como reserva rápida de energía.
• Lactosa: Resulta de la unión de una molécula de galactosa con otra de glucosa. Sirve como reserva rápida de energía.
• Sacarosa: Resulta de la unión de una molécula de glucosa y otra de fructosa, mediante enlace dicarbonílico (α 1,2) (no posee poder reductor). Su función es de reserva rápida de energía.
• Celobiosa: Resulta de la unión de dos moléculas β-D-glucosa unidas por enlace β (1,4). Función estructural.

Oligosacáridos de la Membrana Celular

Se trata de secuencias oligosacáridas ramificadas que se encuentran unidas a la fracción proteica o lipídica de las glucoproteínas y de los glucolípidos, respectivamente, que forman parte de la estructura de la membrana plasmática. Cada oligosacárido está dotado de una secuencia de monosacáridos específica que puede variar de unas células a otras. Estas secuencias glucídicas actúan como transportadoras de información biológica, responsables del reconocimiento celular.

Polisacáridos

Son glúcidos formados por la unión de muchos monosacáridos mediante enlaces O-glucosídicos, liberándose una molécula de agua en cada unión.

Propiedades

• Al ser macromoléculas, no se disuelven fácilmente en agua y pueden ser insolubles u originar dispersiones coloidales.
• No son dulces.
• No son cristalinos.
• No poseen poder reductor.
• Son hidrolizables.

Clasificación

Según sus componentes:

• Homopolisacáridos: Cuyos monómeros son iguales. Si la unión entre sus constituyentes es α, el polisacárido tiene función de reserva. Por el contrario, los enlaces β confieren una gran resistencia a la hidrólisis.

Polisacáridos de Reserva

• Almidón. Se encuentra en los amiloplastos de las células vegetales, sobre todo en semillas, raíces y tallos. Se compone de dos moléculas: amilosa y amilopectosa.
• Glucógeno. Constituye el polisacárido de reserva propio de los animales.

Polisacáridos Estructurales

• Celulosa. Es un polímero lineal de β-glucosas unidas por enlace β (1,4). Las cadenas se disponen paralelamente y se unen por puentes de hidrógeno constituyendo haces, los haces se organizan en microfibrillas y las microfibrillas se disponen en capas, esto hace que la pared sea resistente y permita dos funciones: constituir estructuras de sostén y limitar la presión osmótica.
• Quitina. Es un polímero de un derivado de la glucosa denominado N-acetilglucosamina, unidas por β (1,4). Su estructura es muy parecida a la de la celulosa.

Heteropolisacáridos

Están constituidos por dos o más monosacáridos distintos (o derivados de estos).

• Hemicelulosa.
• Gomas. Tienen papel defensivo.
• Mucílagos. Tienen la propiedad de absorber gran cantidad de agua.
• Mucopolisacáridos. Son de origen animal.

Lípidos

Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas por C, H y O, y algunos pueden contener también P y N. Constituyen un grupo muy heterogéneo.

Propiedades

• No son solubles en agua y otros disolventes polares, pero sí son solubles en disolventes orgánicos.
• Presentan un aspecto graso.
• Son compuestos reducidos que al oxidarse liberan energía.

Clasificación

• Ácidos grasos: saturados e insaturados.
• Lípidos saponificables:
  • Simples (solo contienen C, H y O).
  • Complejos (también tienen N y P). Son los lípidos de membrana.
• Lípidos insaponificables:
  • Terpenos.
  • Esteroides.
  • Prostaglandinas.

Funciones

• Reserva energética: Grasas y aceites.
• Estructural: Glicerofosfolípidos, esfingolípidos y colesterol.
• Protectora: Ceras y acilglicéridos.
• Transporte: Lipoproteínas.
• Reguladora o biocatalizadora: Como precursores de vitaminas y diversas hormonas.
• Aislante térmico: Grasas.

Ácidos Grasos

Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos formados por largas cadenas carbonadas (a partir de 12 hasta 24 carbonos), con un número par de átomos de carbono.

La cadena de carbonos puede ser saturada (cuando sólo tiene enlaces simples) o insaturada (presenta uno o varios enlaces dobles o triples entre los átomos de carbono).

Fórmula general: CH3-(CH2)n-COOH

Algunos ácidos grasos son esenciales para los organismos, que no son capaces de sintetizarlos y tienen que ingerirlos en su dieta. Para los humanos son esenciales los ácidos grasos insaturados (se designan con el término de vitamina F).

Propiedades Físicas

• Carácter anfipático: Tienen dos zonas diferentes: una zona polar (hidrofílica) y otra apolar (hidrófoba, que tiende a formar enlaces por fuerzas de Van der Waals con otras cadenas semejantes). Esto da lugar a la formación de estructuras esféricas (micelas), monocapas y bicapas.
• Son insolubles en agua: debido al gran tamaño de la zona hidrófoba.
• Punto de fusión: Este depende de la longitud de la cadena y del grado de insaturación que presente. En los ácidos grasos saturados el punto de fusión aumenta. En los ácidos grasos insaturados los puntos de fusión son más bajos.

Propiedades Químicas

• Esterificación. Los ácidos grasos se unen a alcoholes mediante enlace covalente y forman un éster, desprendiéndose una molécula de agua.
• Saponificación.
• Autooxidación. Los ácidos grasos insaturados se pueden oxidar espontáneamente, originando aldehídos donde existían los dobles enlaces. La posterior polimerización de estos aldehídos genera el proceso conocido como ENRANCIAMIENTO. Para evitar esta reacción, los organismos disponen de sustancias antioxidantes, la más común de las cuales es la vitamina E.

Lípidos Saponificables

Son ésteres de ácidos grasos, cuya hidrólisis origina una sal conocida como jabón.

Acilglicéridos

Son lípidos saponificables formados por la esterificación de una molécula de alcohol glicerina con 1, 2 o 3 ácidos grasos. Denominándose respectivamente Mono, di o triglicérido.

Estructura: glicerina + ácidos grasos ↔ grasa + agua

Propiedades

• Son insolubles en agua.
• Son saponificables frente a bases.
• Se hidrolizan por acción de las enzimas lipasas.
• Su punto de fusión depende de la longitud de la cadena y de su grado de insaturación.

Se clasifican en:

• Aceites (grasas líquidas). Con punto de fusión bajo
• Mantecas o sebos (grasas sólidas). Con punto de fusión alto > 40 ºC.

Funciones

• Reserva energética.
• Actúan como amortiguadores mecánicos en algunos órganos.
• Aislantes térmicos.

Ceras

Son moléculas estructurales que resultan de la esterificación de un ácido graso de cadena larga con un alcohol monovalente también de cadena larga (28-30 carbonos).

Debido a su elevado grado de insolubilidad, las ceras desempeñan principalmente una función de protección.

Fosfoglicéridos (Fosfolípidos)

Los fosfoglicéridos son triésteres de glicerina, pero de los tres ácidos unidos a ella dos son ácidos grasos y el tercero es un ácido ortofosfórico.

Estructura: ácido fosfatídico + aminoalcohol ↔ fosfoglicérido

Características: Se caracterizan por su comportamiento anfipático (tienen una parte polar y otra apolar).

Función: estructural.

Esfingolípidos

Los esfingolípidos son ésteres formados por la unión del alcohol esfingosina y un ácido graso mediante un enlace amida, que da lugar a una ceramida, a la que se une una molécula polar.

Los esfingolípidos son constituyentes de las membranas celulares. Abundan en el tejido nervioso y tienen carácter anfipático.

Clases

Según la naturaleza de la molécula polar:

• Esfingomielinas: Su grupo polar está formado por el ácido fosfórico unido a un aminoalcohol. Son abundantes en las vainas de mielina que rodean a los axones neuronales. Función estructural.
• Glucoesfingolípidos: Su grupo polar es un glúcido. Los antígenos celulares permiten el reconocimiento celular. Cuando el glúcido es un monosacárido, los glucoesfingolípidos se denominan cerebrósidos, mientras que si se trata de un polisacárido se denominan gangliósidos.

Lípidos Insaponificables

Se incluyen en este grupo lípidos que no contienen ácidos grasos en su composición (tampoco son ésteres). Se distinguen tres tipos: terpenos, esteroides y prostaglandinas.

Terpenos

Son polímeros de la molécula isopreno. Se encuentran en los vegetales.

Estructuras y Funciones

• Esencias vegetales (limonemo, mentol…): dan sabor y olor.
• Algunas vitaminas (A, E, y K) con función reguladora.
• Algunos actúan como pigmentos fotosintéticos, como los carotenoides.
• Otros participan en el transporte de electrones, como el coenzima Q.

Esteroides

Derivan del estrano.

Comprende moléculas muy activas biológicamente:

• El colesterol. Confiere estabilidad a la membranas de las células animales. Es precursor del resto de esteroides como los que figuran a continuación:
• Hormonas suprarrenales: aldosterona y cortisol.
• Hormonas sexuales: Progesterona, testosterona y estradiol.
• Ácidos biliares que provocan la emulsión de las grasas durante los procesos digestivos.
• 7-deshidrocolesterol molécula que se transforma en la vitamina D3 por la acción de los rayos ultravioleta.

Prostaglandinas

Son sustancias de naturaleza lipídica identificadas por primera vez en 1930 en secreciones de la próstata. Se diferencian de las hormonas en que no son producidas por glándulas especializadas, sino fabricadas en el mismo lugar donde actúan.

Funciones

Realizan función reguladora o local.

• Estimulan la agregación de las plaquetas.
• Activan las respuestas inflamatorias de los tejidos que provocan fiebre, dolor y edema.
• Intervienen también en la contracción del músculo uterino.
• Favorecen la producción de mucus en el estómago y regulan la secreción de HCl en éste.

Proteínas y Enzimas

Proteínas

Son macromoléculas orgánicas compuestas básicamente por C, H, O, y N; además pueden contener S, Fe, P, etc.

Son polímeros de unos 100 aminoácidos unidos por enlaces peptídicos (Polipéptidos).

Son la expresión de la información genética de la célula.

Importancia Biológica

• Abundan en las células (más del 50 % de la materia viva una vez seca).
• Tienen gran diversidad de funciones: Destaca su función estructural y biocatalizadora.
• Son específicas de cada ser vivo y de cada especie de seres vivos.

Estructura

Es la disposición que presenta en el espacio la cadena polipeptídica.

La actividad biológica de las proteínas depende de su configuración espacial. / Cada estructura depende del orden anterior / La función de las proteínas depende de su estructura y de los factores ambientales.

Estructura Primaria

Está determinada por la secuencia de aminoácidos, se refiere al número, tipo y orden en que están colocados.

Los radicales R de los aminoácidos se sitúan alternativamente a un lado y a otro de la línea formada por la cadena principal; y la secuencia de estos radicales es lo que diferencia a una proteína de otra. Cuando la proteína se desnaturaliza no pierde la estructura primaria.

Estructura Secundaria

Cuando se destruye la estructura secundaria, la desnaturalización es total. Se refiere a la disposición que adopta la cadena de aminoácidos (estructura primaria) en el espacio para que sea estable. Se organiza en función de la electronegatividad del N y del O.

α- Hélice. Este nombre alude a la α-queratina. Consiste en un plegamiento en espiral de la cadena polipeptídica. El plegamiento se mantiene estable por medio de puentes de hidrógeno entre el grupo -NH de un aminoácido y el grupo -CO del cuarto aminoácido que le sigue en la cadena lineal. Si estos enlaces se rompen, la estructura secundaria se rompe.

En esta disposición las cadenas laterales -R- no intervienen en los enlaces y quedan proyectadas hacia el exterior de la hélice.

β-Laminar. Este nombre alude a la β-queratina. El plegamiento origina una especie de fuelle o lámina plegada en zig-zag, originada por el acoplamiento de segmentos de la misma cadena polipeptídica o de distintas cadenas, unidos entre sí por puentes de hidrógeno transversales. Las cadenas laterales (grupos R) de los aminoácidos se disponen alternativamente por encima y por debajo de esta estructura.

Estructura Terciaria

Cuando se destruye, puede volver a recuperarse.

La estructura terciaria es un conjunto de plegamientos que se originan por la unión entre determinadas zonas de la cadena. Estas uniones se realizan por medio de enlaces entre las cadenas laterales R de los aminoácidos.

Es la disposición que adopta en el espacio la estructura secundaria. De la estructura terciaria depende la función de la proteína, por lo que cualquier cambio en la disposición de esta estructura puede provocar la pérdida de la actividad biológica.

Tipos de Enlaces

• Puentes disulfuro
• Fuerzas electroestáticas
• Puentes de hidrógeno
• Fuerzas de Van der Waals e interacciones hidrofóbicas.

Tipos de Estructura Terciaria

• Estructura fibrilar. El plegamiento es escaso, por lo que presentan formas alargadas. Estas proteínas son insolubles en agua y tienen función estructural.
• Estructura globular. Alto grado de plegamiento y dan lugar a estructuras con formas esferoidales. Las proteínas globulares son solubles en agua y tienen función dinámica o biocatalizadora.

Estructura Cuaternaria

Esta estructura la presentan aquellas proteínas que están formadas por varias cadenas o subunidades. La estructura cuaternaria es la disposición relativa que adoptan las subunidades proteicas entre sí.

La unión entre ellas se realiza mediante los mismos tipos de enlaces que mantienen la estructura terciaria, establecidas entre las cadenas laterales de los aminoácidos de las distintas subunidades.

Propiedades

Las propiedades de las proteínas dependen básicamente de los radicales libres y de que éstos puedan reaccionar entre sí con sustancias que los rodean.

– Especificidad. Cada especie sintetiza sus propias proteína, distintas de las de otras especies, incluso con diferencias entre seres de la misma especie. La especificidad se debe a que la síntesis de proteínas está gobernada por la dotación genética del individuo. / – Desnaturalización. Es la pérdida total o parcial de los niveles de estructura superiores al primario y como consecuencia la anulación de su actividad biológica.
Este proceso puede ser reversible mediante la renaturalización, o irreversible. /-Solubilidad: La solubilidad de cada proteína depende de factores como su tamaño, estructura, aminoácidos que la conforman y del pH.
Existe una capa de solvatación de agua alrededor de cada molécula proteica que impide la unión entre ellas. Las proteínas con estructura terciaria fibrilar son insolubles, las de estructura globular son solubles. /-Amortiguadora del pH: Por el carácter anfótero de sus aminoácidos.
FUNCIONES:-Estructural. Es la función más característica: A nivel celular:  1-Algunas glucoproteínas intervienen en la formación de membranas 2-Otras proteínas forman el citoesqueleto, los ribosomas, etc. 3-Las histonas forman parte de los cromosomas./A nivel orgánico: 1-Fibras de tejidos: colágeno, elástina etc. 2-Formaciones epidérmica (queratina de la epidermis). MÁS

-Enzimática. Actúan como biocatalizadores de las reacciones que tienen lugar en los seres vivos. / -Transporte. Proteínas transportadoras de las membranas, la hemoglobina que transporta oxígeno,las lipoproteínas que transportan lípidos. /-Recepción y transmisión de señales. Las glucoproteínas de la membrana celular, actúan como receptores de hormonas.
menos importantes: – Regulación de la diferenciación celular./ – Defensiva/-Contráctil/ -Reserva
DESNATURALIZACIÓN: Pérdida de la configuración nativa de la proteína. Puede ser provocado por variaciones de presión, aumento de temperatura, variación de pH y cambios en la concentración.
RENAURACIZACIÓN: Recuperar la configuración nativa de la proteína cuando cesa la acción de los factores que han producido su desnaturalización.
AMINOÁCIDOS: Los aminoácidos son compuestos que se caracterizan por tener un átomo de carbono central {carbono alfa) unido a un grupo carboxilo, a un grupo amino, a un hidrógeno y a un radical R {cadena lateral).
La diferencia entre los 20 aminoácidos proteicos radica en la cadena lateral -R- que es distinta en cada caso.
PROPIEDADES:  -Son cristalinos. /-Son sólidos. / -Son solubles en agua. Ya que se puede ionizar el grupo ácido (-COOH) /-Tienen comportamiento anfótero, es decir, pueden ionizarse doblemente. En un medio ácido captan protones y en un medio básico liberan protones. / -Esteroisomería.
CLASIFICACIÓN: Según la naturaleza de su cadena lateral, los 20 aminoácidos proteicos se calsifican en tres grupos:-Aminoácidos neutros: su carga eléctrica neta es 0: POLARES (muy solubles en agua) y APOLARES (su solubilidad en agua es menor) /-Aminoácidos ácidos: poseen carga eléctrica negativa. /-Aminoácidos básicos: poseen carga negativa.
PUNTO ISOELÉCTRICO: El pH en el cual el aminoácido tiende a adoptar la forma dipolar neutra.
ENLACE PEPTÍDICO: Es el enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino de otro, con el desprendimiento de una molécula de agua.
Se trata de un proceso de condensación. A su vez este enlace puede ser hidrolizado separándose los aminoácidos.
CARACTERÍSTICAS: Es un enlace muy resistente que se comporta como un doble enlace y no permite el giro: / -Los cuatro átomos del enlace se encuentran en el mismo plano, con ángulos y distancias concretas. / -Es plano y rígido. /-Es un enlace covalente. /-Posee cierto carácter de doble enlace.

ENZIMAS: Las enzimas son proteínas globulares capaces de catalizar las reacciones que tienen lugar en los seres vivos. Las enzimas aceleran las reacciones y hacen que estas ocurran a temperaturas relativamente bajas y compatibles con la vida.
PROPIEDADES: -Son solubles  / -Se requieren en dosis mínimas / -Hacen que las reacciones transcurran a gran velocidad. / -Disminuyen la energía de activación y permiten que la reacción se realice a menor temperatura. No hacen que se den reacciones energéticamente desfavorables. / -Son específicas en cuanto a los sustratos sobre los que actúan y a las reacciones que catalizan.   -Se alteran por la acción del calor, cambios de pH, etc, como todas las proteínas.
ESTRUCTURA: Las enzimas pueden estar formadas solo por proteínas globulares, o por proteínas globulares + grupo no protéico.
Contiene 3 TIPOS DE AMINOÁCIDOS: -Estructurales: No intervienen en la reacción /  -De Fijación: Establecen enlaces débiles con el sustrato. / -Catalizadores: Establecen enlaces fuertes con el sustrato
Los aminoácidos de fijación y caalizadores constituyen el ‘’centro activo’’ (lugar de anclaje con el sustrato)
MECANISMO: catálisis (proceso complejo y diverso) producida mediante 3 etapas:   1- El sustrato se une al apoenzima formado el complejo enzima-sustrato (ES). Esta unión se caracteriza por un alto grado de especificidad.
Los radicales de los aminoácidos del centro activo se unen al sustrato y consiguen debilitar sus enlaces provocando cambios energéticos que permiten alcanzar el estado de transición. Esta etapa es reversible y por ello lenta./ 2- El cofactor lleva a cabo la reacción y se obtiene el producto final (P). Esta etapa es muy rápida e irreversible. En el caso. de que no existan cofactores, la acción catalítica la realizan algunos aminoácidos del centro activo. /3- El producto se libera del centro activo y la apoenzima queda libre para volver a unirse a nuevas moléculas de sustrato.
AJUSTE O ACOPLAMIENTO INDUCIDO: (Se da en la primera etapa de catálisis)Actualmente se ha comprobado que el centro activo de algunas enzimas es capaz de modificar su forma para adaptarse al sustrato.
CATÁLISIS: Proceso complejo y diverso que se realiza en varas etapas. (mirar arriba)
CENTRO ACTIVO: Es el lugar de anclaje con el sustrato. Lo constituyen los aminoácidos de fijación y catalizadores.
APOENZIMA: Proteínas globulares
GRUPO POSTÉICO: Grupo no protéico cuando la unión a l apoenzima es permanente (por medio de enlaces covalentes)

COFACTOR: Grupo protéico cuando la unión al apoenzima no es permanente.
COENZIMA: Tipo de cofactor. Cuando la unión al apoenzima no es permanente.
FUNCIÓN: transportadores intermediarios de electrones o de grupos funcionales.
CINÉTICA ENZIMÁTICA: Velocidad de una reacción enzimática (catálisis) en función de la cantidad de enzima y de la concentración de sustrato.
Como se puede observar, al aumentar la concentración de sustrato, aumenta también la velocidad de la reacción. Pero llega un momento en que, aunque aumente la concentración de sustrato, la velocidad no varía. Se alcanza una velocidad máxima. Esta situación corresponde a la inexistencia de moléculas de enzima libres, pues todas están ocupadas por moléculas de sustrato formando complejos ES.
La Km es la concentración de sustrato para la cual la velocidad es semimáxima.
Km es baja, gran afinidad de la enzima por el sustrato.
Km es alta, poca afinidad de la enzima por el sustrato.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD:  -El PH: Todas tienen unos valores de pH, entre los cuales son activas. Por encima o por debajo de esos valores la enzima se desnaturaliza. Cada enzima posee un pH óptimo, en el cual posee el máximo de eficacia. El pH óptimo depende del tipo de enzima y del tipo de sustrato sobre el que actúa./   -TEMPERATURA: Cada enzima tiene una temperatura óptima para su actividad; en general un AUMENTO de la temperatura favorece la movilidad de las moléculas al tener mayor energía cinética, pero si la temperatura es EXCESIVA la enzima puede desnaturalizarse e inactivarse. Una temperatura BAJA disminuye la actividad, pero no llega a desnaturalizar a las enzimas./ –CONCENTRACIÓN DE SUSTRATO: Un AUMENTO acelera la reacción enzimática, pero llega un momento en que la velocidad se estabiliza (como en la cinética enzimática)/  -ACTIVADORES: Algunas sustancias favorecen la unión de la enzima con el sustrato, con lo que se agiliza la aación./  –INHIBIDORES: Son sustancias que disminuyen o anulan la actividad enzimática.*INHIBIDORES REVERSIBLES: Su unión con la enzima es temporal: competitivos (son moléculas con una configuración espacial muy parecida a la del sustrato compitiendo por el centro activo). No competitivos (uniéndose al enzima de modo que impide el acceso del sustrato al centro activo) / *INHIBIDORES NO REVERSIBLES: Las regiones funcionales de las enzimas sufren cambios permanentes. Anulan su capacidad catálica.
ESPECIFICIDAD ENZIMÁTICA:  -ESPECIFICIDAD DE ACCIÓN: La actuación no depende del sustrato. El enzima es específico del tipo de reacción.
 -ESPECIFICIDAD DE SUSTRATO: Absoluta (cuando la enzima sólo reconoce un único sustrato). De grupo (la enzima actúa sobre un grupo de moléculas que poseen un determinado tipo de enlace).

TEMA 4: ÁCIDOS NUCLÉICOS

ÁCIDOS NUCLÉICOS: son macromoléculas formadas por C, H, O; N y P. Son polímeros de nucleótidos.
TIPOS:
                -ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN): Es un polímero de desoxirribonucleótidos de A, T, C, G, unidos por enlace fosfodiéster . El enlace se establece siempre en la dirección 5′—–3′
LOCALIZACIÓN:   –EN EUCARIOTAS: en el núcleo (bicaterio lineal) y citoplasma (bicaterio circular) /  –EN PROCARIOTAS: en el citoplasma (bicaterio circular), formando una condensación llamada NUCLEOIDE y moléculas más pequellas llamadas PLÁSMIDOS./ –EN VIRUS: en algunos monocaterio (lineal o circular) y en otros bicaterio (lineal o circular)
ESTRUCTURA:
                –ESTRUCTURA PRIMARIA: Viene definida por la secuencia de nucleótidos dispuestos en el espacio que forman una sola cadena o hebra.: * Un esqueleto formado por: fosfato- dRi -fosfato -dRi -fosfato……… Este esqueleto es común en todas las cadenas./  * Las bases nitrogenadas. A, G, C, T, están alineadas a lo largo del esqueleto. En ellas reside la información genética.

                –ESTRUCTURA SECUNDARIA: La secuencia polinucleotídica se dispone en el espacio en forma de una doble hélice. CARACTERÍSTICAS:  *El ADN está constituido por dos cadenas de polinucleótidos complementarias unidas entre sí en toda su longitud /  *Las dos cadenas son antiparalelas, /  *La unión entre las cadenas se realiza por medio de puentes de hidrógeno entre las bases nitrogendas de ambas / *Las dos cadenas están enrolladas en espiral formando una doble hélice alrededor de un eje imaginario./ * Bases nitrogenadas se sitúan en el interior de la doble hélice, y esqueletos pentosa-fosfato se sitúan en la parte externa. /  *La doble hélice es dextrógira / *El enrollamiento es plectonémico /  *Los planos de las bases nitrogenadas enfrentadas son paralelos entre sí y perpendiculares  al eje de la hélice. / *Diametro de la hélice: 2nm / Distancia entre nucleótidos: 0.34nm / Longitud de una vuelta con 10 pares de nucleótidos: 3,4nm.
PROPIEDADES ESTRUCTURA 2ª:  -Gran estabilidad molecular. Debido a los puentes de hidrógeno./  -Desnaturalización. Separandose de las dos hebras por rotura de los reversibles, siempre que el proceso NO haya sido drástico. Puden darse los ADN híbridos (mirar definición más abajo)
FUNCIONES ESTRUCTURA 2ª:   -Transmisión de la información génica por su capacidad de replicación. / -La secuencia de bases posee información genética (por medio de la transcripción)

–ESTRUCTURA TERCIARIA: La estructura en doble hélice sufre nuevos plegamientos. Necesario por dos razones:  -Las largas cadenas de ADN deben acoplarse en un reducido espacio del interior de la célula./ -La regulación de la actividad del ADN depende en gran medida del grado de empaquetamiento que posea la molécula.
1er GRADO DE EMPAQUETAMIETO: –En procariotas: El empaquetamiento se consigue porque el ADN bicatenario se pliega como una superhélice. / -En eucariotas: el empaquetamiento se consigue al asociarse el ADN en doble hélice con proteínas básicas (protaminas e histonas): *COLLAR DE PERLAS: ADN + histonas / *ESTRUCTURA CRISTALINA: ADN + protaminas
-ESTRUCTURA CUATERNARIA ( 2º GRADO DE EMPAQUETAMIENTO) : Es la disposición que adopta en el espacio el ADN con estructura terciaria al replegarse más aún sobre sí mismo. Esta estructura origina los cromosomas
ÁCIDO RIBONUCLEICO (ARN): es un polímero de ribonucleótidos de A, C, G y U, unidos por enlace fosfodiéster. Se forman a partir de una porción de una de las cadenas del ADN que sirve de molde. El ARN actúa como intermediario necesario para traducir la información genética contenida en el ADN.
ESTRUCTURA: casi siempre monocaterio. En algunos virus es bicaterio.
Sus cadenas son más cortas que las de ADN
TIPOS:   -ARMm: Transportan la información desde el núcleo hasta el citoplasma para la síntesis de proteínas sus moléculas son relativamente cortas y de forma lineal.
Entre la caperuza y la cola alternan secuencias que codifican para la síntesis de una proteína (EXONES) con otras que no contienen esa información (INTRONES). Y estos últimos son eliminados mediante el proceso de maduración. Las cadenas de ARNm tienen una vida muy corta. Cada tres nucleótidos forman un CODÓN, que permite saber qué aminoácido va colocado en ese lugar al sintetizar proteínas.
/ -ARNr: Colabora en la translocación ribosomal que tiene lugar durante la síntesis de proteínas Es el más abundante. Tiene estructura secundaría de doble hélice en algunas zonas. Asociado a proteínas forma los RIBOSOMAS. / – ARNt: transportan los aminoácidos hasta los ribosomas donde se sintetizan las proteínas, colocándolos en el codón correspondiente del ARNm.
Sus moléculas son cortas, con pocos nucleótidos, y tiene una sola cadena, Brazo aceptor de aa aunque muy replegada sobre sí misma, con zonas en las 3´ que se aparean bases y otras en las que están separadas 5´ formando bucles, /  – ARNhn: Dan origen a todos los ARNs. Se le llama también Transcrito Primario. Se forma en el núcleo mediante transcripción.

ADN HÍBRIDOS: Si la renaturalización se realiza con el ADN procedente de otro organismo se puede estudiar el grado de semejanza entre las secuencias de bases, ya que sólo se producirá emparejamiento en los tramos en que éstas sean complementarias. Se obtienen así ADN híbridos

MONOCATERIO: ADN de cadena simple. Puede ser lineal o circular

BICATERIO: ADN de cadena doble. Puede ser lineal o circular.

TEMA 5: ORGANIZCIÓN CELULAR

TEORÍA CELULAR: La teoría celular es el modelo universal de organización morfofuncional de los seres vivos.: 1-La celula es la unidad morfológica de los seres vivos. / 2-La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos / 3-La célula es la unidad genética de
los seres vivos. / 4-La célula es la unidad vital de los seres vivos.
DIFERENCIAS ORGANIZACIÓN PROCARIOTA Y EUCARIORA: Desde el punto de vista de la organización, las células se dividen en dos grandes grupos: procariotas y eucariotas. La diferencia básica y esencial entre ambos tipos es que las células procariotas carecen de verdadero núcleo.
Las células eucariotas son mucho más complejas que las procariotas, tanto estructural como  funcionalmente. Al igual que las procariotas, tienen membrana plasmática y ribosomas, pero sin embargo, se diferencian de ellas por la presencia de núclo, orgánulos citoplasmáticos y citoesqueleto.
CELULA PROCARIOTA: Las células procariotas son estructuralmente más simples que las células eucariotas y se sitúan en la base evolutiva de los seres vivos. La estructura procariota es característica y exclusiva de las bacterias, que constituyen el reino Móneras.
La mayoría de las células procariotas son de pequeño tamaño.
ESTRUCTURA:  – Membrana Plasmática típica que delimita el citoplasma celular. Esta membrana puede invaginarse, fundamentalmente en la zona media de la célula formando los MESOSOMAS (intervienen en la división celular, respiración, secreción de sustancias). Rodeando a la membrana existe una PARED CELULAR rígida responsable de la forma de la célula. /  – Citoplasma, de aspecto granuloso, con ribosomas rodeadas o no de membrana (fundamentalmente con materiales de reserva de carbono; nitrógeno, fósforo, etcétera). / –-Zona del Nucleoide, situada en el centro de la célula, que contiene el material genético no está rodeado por ninguna membrana. El nucleoide, de aspecto fibrilar, alberga un CROMOSOMA PRINCIPAL Y PLÁSMIDOS, ambos constituidos por ADN bicatenario circular, densamente empaquetado.
                -Algunos grupos de bacterias contienen además otros elementos: *FLAGELOS: apéndices externos implicados en el movimiento. /  *APÉNDICES RIGIDOS: Pelos (los más largos) que participan en el intercambio de información. Fimbrias (los más cortos) que participan en la adhesión al hospedador. /  *CÁPSULAS Y CAPAS MUCOSAS: Envolturas de naturaleza mucosa externas a la pared celular. FUNCIÓN: le sirven de cubierta protectora, depósitos de alimentos, eliminación de sustancias de deshecho y permite la adhesión de la bacteria a las células animales del hospedador. / *SISTEMAS INTERNOS DE MEMBRANA: Escasos entre las bacterias. En ocasiones con la membrana celular.

EVOLUCIÓN CELULAR Y DIVERSIDAD CELULAR:
TEORÍA ENDOSOMÁTICA: considera que el alto grado de complejidad alcanzado en la organización de las células eucariotas se debe a las asociaciones entre células procariotas, que en principio eran independientes entre sí.
Este tipo de asociación debió consistir en la simbiosis.
AVALADA POR LOS SIGUIENTES HECHOS ( MITOCONDRIAS Y CLOROPLASTOS): 1- Tanto mitocondrias como cloroplastos contienen ADN desnudo y circular. No unido a proteínas. /  2- Los dos poseen ribosomas mediante los cuales pueden sintetizar sus propias proteínas. / 3- Ambos orgánulos proceden de otros preexistentes./ 4-Poseen doble membrana / 5- La membrana interna de las mitocondrias posee un tipo de fosfolípido que se ha encontrado únicamente en la membrana de los organismos procariota
SIMBIOSIS: Relación entre dos especies diferentes de forma que ambas obtengan beneficios. Ej: los líquenes.
CELULA EUCARIOTA
MEMBRAMA PLASMÁTICA: Es una envoltura delgada de 75 A de espesor que rodea a la célula y la separa de su medio externo. No es visible al microscopio óptico. Está formada por lípidos, proteínas y glúcidos.
ESTRUCTURA: MOSAICO FLUIDO (modelo aceptado actualmente. Nicholson y Singer 1972): -Bicapa lipídica. Los lípidos se disponen en forma de bicapa, de tal manera que las cabezas hidrofilicas se sitúan hacia el exterior.
FUNCION: Los lípidos confieren a la membrana fluidez debido a que sus moléculas pueden desplazarse libremente. /  -Proteínas: * Proteínas integrales o intrínsecas. Atraviesan total o parcialmente la bicapa. Carácter antipático. * Proteínas períféricas o extrínsecas. Se sitúan en el exterior de la bicapa. Están unidas a la membrana por enlaces de tipo iónico y se separan de ella con facilidad /– Glúcidos. Proteínas y lípidos pueden estar unidos a cadenas glucídicas (OLIGOSACÁRIDOS) para formar GLUCOPROTEINAS y GLUCOLÍPIDOS de membrana (en la cara externa de la bicapa), constituyendo lo que se denomina GLUCOCALIX
PROPIEDADES: Asimetría, permeabilidad selectiva, fluidez, especificidad funcional, membrana unitaria.
FUNCIONES: – Separa a la célula del medio externo. / -Controla el intercambio de sustancias con el exterior. / -Control y conservación del gradiente electroquímico /  -Intercambio de señales entre el medio externo y el medio celular. Glucoproteínas.
 / -Inmunidad celular. / -Endocitosis y exocitosis. (definición más abajo)

GLUCOPROTEÍNAS: Unión de proteínas y lípidos a cadenas glucidas.
FUNCIÓN: Intercambio de señales entre el medio experto y el medio celular.
TRANSPOTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA:
                -TRANSPORTE PASIVO DE MOLECULAS PEQUEÑAS: Consiste en el transporte de sustancias a favor de gradiente y no requiere gasto energético: * Difusión simple: En este caso las sustancias atraviesan la membrana por sí mismas a favor de gradiente de concentración. Pasan las moléculas no polares o liposolubles./  * Difusión facilitada: A favor de gradiente y se realiza mediante proteínas de transporte que facilitan la transferencia de una parte a otra de la membrana. Así atraviesan la membrana las moléculas polares grandes y las moléculas con carga eléctrica. La difusión facilitada puede realizarse por medio de:
– Proteínas transportadoras. Son proteínas transmembrana que se unen específicamente a la molécula que transportan. Atraviesan la membrana azúcares y aminoácidos.
– Proteínas canal. Estas atraviesan la bicapa lipídica y delimitan un orificio o canal que permite el paso de solutos de pequeño tamaño (en función de su tamaño y de su carga eléctrica)
                 –TRANSPORTE ACTIVO: las moléculas atraviesan la membrana en contra de gradiente electroquímico. Mediante proteínas transportadoras y se consume energía que puede obtenerse del ATP.
FUNCIÓN:Gracias al transporte activo se consigue que las concentraciones intra y extracelulares de algunos iones sean muy diferentes. Ej: Bomba Na/K
                 – ENDOCITOSIS Y ECXOCITOSIS (TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS MEDIANTE VESÍCULAS):
                               *ENDOCITOSIS:proceso por el cual la membrana plasmática de la célula se invagina englobando las partículas del medio y forma una vesícula. Requiere también un cierto gasto de energía.
TIPOS:  -FAGOCITOSIS: ingestión de partículas de gran tamaño, organismos vivos o restos celulares que forman FAGOSOMAS O VACUOLAS DE FAGOCITOSIS. /  -PINOCITOSIS: Ingestión de pequeñas partículas o líquidos. Formación de VESÍCUÑAS MUY PEQUEÑAS. /  -ENDOCITOSIS MEDIDA POR UN RECEPTOR: Proceso altamente específico.
                               *EXOCITOSIS: Proceso inverso a la endocitosis que permite la salida de sustancias de la célula.
FUNCIONES: funciones estructurales y de relación. Funciones de excreción.

ENVOLTURAS CELULARES:
                -Matriz extracelula (GLICOCALIX): producto de secreción que se deposita sobre la superficie externa de la membrana plasmática de las células animales.
ESTRUCTURA: formada por fibras proteicas y sustancia fundamental amorfa.
FUNCIONES: Dar soporte y rigidez a las células y tejidos / Mantener unidas las células y comunicarse entre sí / Actuar en la organización del cotoesqueleto.

                -PARED CELULAR: Es una membrana de secreción que se sitúa sobre la superficie externa de la membrana plasmática de las células vegetales. Tiene dos componentes: moléculas fibrilares de celulosa y Matriz.
ESTRUCTURA: capas: * Lámina media: Es la capa más externa. Formada fundamentalmente por pectina./ * Pared primaria. Situada por debajo de la lámina media hacia el interior de la célula. Constituida fundamentalmente por largas fibras de celulosa./ * Pared secundaria. Es la capa más interna. Consta de varias capas fibrilares, contienen celulosa en mayor proporción y carecen de pectinas.
FUNCIÓNES: -Dar forma y rigidez a las células vegetales. / -Mantener el balance osmótico./  -Une células adyacentes./ -Posibilita el intercambio de fluidos y la comunicación celular./-Sirve de barrera al paso de agentes patógenos

                -CITOSOL: región del citoplasma que no está incluida en ningún orgánulo.
ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN:
                -Agua: 85%
                -Diversas moléculas: enzimas, sales minerales, nucleótidos, etc.
                -Elementos fibrosos (citoesqueleto).
                -Ribosomas.
                -Inclusiones
                -Sustancias orgánicas
FUNCIONES:
                -En él se llevan a cabo algunos procesos metabólicos como por ejemplo, la glucolisis.
                -Movimiento celular.
                -Almacena algunos productos.
                -Constituye el citoesqueleto.

ESTRUCTURAS Y ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS:

CITOESQUELETO: FUNCIÓN: mantenimiento y los cambios de la forma celular, el movimiento y el posicionamiento de los orgánulos.
COMPONENTES:
                -MICROFILAMENTOS: son proteínas globulares.
                FUNCIONES: Mantienen la forma celular / Permiten el movimiento ameboide / Permiten el movimiento contráctil.
                -MICROTÚBULOS: Son proteínas globulares
                FUNCIONES: Constituir estructuras temporales / Constituir estructuras estables / Contribuyen al mantenimiento de la forma / Paricipan en el transporte de orgánulos y partículas en el interior de la célula.
                -FILAMENTOS INTERMEDIOS: Son proteínas fibrilares.
FUNCION estructural

CILIOS Y FLAGELOS: Son estructuras alargadas y móviles que se localizan en la -superficie de muchas células eucariotas. Los cilios suelen ser más cortos y numerosos que los flagelos.
ESTRUCTURA; Idéntica en cilios y flagelos: Tallo o axonema, Zona de transición, Corpúsculo basal, raíces.
FUNCIÓNES: Desplazamiento de la célula / Crear corrientes que arrastran las partículas circundantes.
CENTROSOMA: estructura sin membrana presente en todas las células animales susceptibles de dividirse.
ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN: Centriolos, Aster, Matriz.
FUNCIÓN: Dar origen a estructuras formadas por microtúbulos (Huso acromático y, cilios y flagelos).
RIBOSOMAS: orgánulos no membranosos compuestos por ARN y proteínas.
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA: Compuesto de ARN y proteínas.
                –Subunidad grande, con 2-3 moléculas de ARN y proteínas.
                -Subunidad pequeña, con un solo tipo de ARN asociado a proteínas.
                               *Ambas subunidades forman UN SURCO al que se asocia la proteína que se está sintetizando.
                               *SEGUNDO SURCO , en él se aloja el ARNm
FUNCIÓN: síntesis de proteínas.

ORGÁNULOS MEMBRANOSOS:
R.E- RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO: es un complejo sistema de membranas, compuesto por sáculos y túbulos aplanados conectados entre sí que delimitan un espacio interno llamado lumen.
                –RER- RETÍCULO ENDOPLASPMÁTICO RUGOSO: constituido por sistema de cisternas con ribosomas adheridos a la cara citoplasmática de su membrana.
FUNCIONES DEL RER: Síntesis de proteínas / Modificación o glucosidación de proteínas / Almacenamiento de proteínas.  –REL-RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO: constituido por túbulos ramificados intercomunicados entre si y con el RER. No contiene ribosomas asociados.
FUNCIONES DEL REL: Síntesis de lípidos de membrana / Síntesis de hormonas esteroideas / Detoxificación / Almacenamiento de Ca.
APARATO DE GOLGI: está formado por los dictiosomas, un conjunto de sáculos o cisternas apilados y relacionados entre sí y rodeados de vesículas membranosas. Presenta polaridad.  –Cara cis (cara de formación): próxima al núcleo de la célula/  –Cara trans (cara de maduración): próxima a la membrada plasmática. Entre una cara y otra hay vesículas de transición. FUNCIONES: Modificación de las proteínas procedentes del RER / Secrección de proteínas / Participa en la formación de pared celular en las células vegetales y de glucocalix en las animales / Interviene en la génesis de lisosomas.
LISOSOMAS: Son pequeñas vesículas membranosas que contienen enzimas hidrolíticos implicadas en los procesos de digestión celular. TIPOS:Lisosomas primarios (contienen enzimas hidrolíticas) / Lisosomas secundarios (contienen enzimas hidrolíticas y sustancias en vías de degradación) FUNCIONES: participan activamente en los procesos de digestión celular: – Heterofagia. Digestión intracelular de macromoléculas procedentes del exterior. Es llevada a cabo por los FANGOLISOSOMAS (lisosoma primario + fagosoma)./ – Autofagia. Digestión de partes de la propia célula. Llevada a cabo por los AUTOFANGOLISOSOMAS (lisosoma primario + autofagosoma).
PEROXISOMAS: son orgánulos rodeados por una membrana, que contienen enzimas oxidativos. FUNCIÓN: Reaccionesoxidativas / Detoxificación.
VACUOLAS: Las vacuolas son orgánulos citoplasmáticos rodeados de una membrana. Las células vegetales poseen una vacuola de gran tamaño. Se originan a partir del aparato de Golgi; RE o de invaginaciones de la membrana plasmática.  FUNCIONES: Regula la presión osmótica / Sirve de almacén de sustancias / Colabora en la digestión celular.
MITOCONDRIAS: son orgánulos polimórficos, presentes en todo tipo de células eucariotas, pero especialmente abundantes en aquellas células que tienen una elevada demanda energética. En ellas se realiza el metabolismo respiratorio, cuya finalidad es la obtención de energía. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN: Membrana mitocondrial externa (Es muy permeable) / Espacio intermembranoso / Membrana mitocondrial interna (Es más impermeable que la membrana externa. Presenta CRESTAS MITOCONDRIALES Y PARTICUALES ELEMENTALES F1) / Matriz mitocondrial (contiene ADN CIRCULAR Y RIBOSOMAS)
FUNCIÓN: En ella tienen lugar los procesos implicados en la respiración celular, encaminadas a obtener energía.
-En la matriz seprduce: ciclo de Krebs / -En la membrana mitocondrial interna se realiza: la fosforilación oxidativa

CLOROPLASTOS: son orgánulos polimórficos que captan la energía luminosa y fabrican mediante la fotosíntesis biomoléculas necesarias para la vida de la célula. Son característicos de las células eucariotas vegetales.
ESTRUCTURA: Membrana externa (muy permeable) / Membrana interna (menos permeable y posee proteínas especificas implicadas en el transporte) / Espacio imtermembranoso (entre ambas membranas) / Tilacoides (sáculos membranosos que se disponen paralelamente al eje mayor del cloroplasto) y grana (tilacoides apilados formando grupos) / Estroma (matiz del cloroplasto).
FUNCIÓN: Encargados de realizar la fotosíntesis.
FOTOSÍNTESIS: proceso metabólico donde la materia inorgánica se transforma en orgánica, utilizando la energía del ATP obtenido a partir de la energía lumínica del Sol.
FASES: Fase lumínica. En los tilacoides. Se obtiene ATP, poder reductor y se libera oxígeno.
Fase oscura. En el estroma. Se sintetiza materia orgánica, utilizando CO2 y la energía y el poder reductor obtenidos en la fase lumínica
NÚCLEO INTERFÁSICO: orgánulo característico de las células eucariotas, encargado de dirigir la actividad celular.
ESTRUCTURA:   –Envoltura nuclear: Es una doble membrana que separa el nucleoplasma del citoplasma. Constituida por membrana externa y membrana interna. /  – Nucleoplasma o carioplasma: Es el medio interno del núcleo. / – Nucleolo: Es un orgánulo no membranoso que se halla en el nucleoplasma. Cada nucleolo tiene dos zonas: una fibrilar y otra granular.  /-Comatina: Está formada por nucleoproteínas. TIPOS:  *EUCROMATINA: zonas donde la cromatina está poco condensada, con el fin de facilitar la transcripción. *HETEROCROMATINA: partes con cromatina más condensada, con mayor grado de empaquetamiento. En este caso el ADN no se transcribe.
FUNCIONES DE LA CROMATINA: Expresión de la información genética / Conservar y transmitir la información genética.
CROMOSOMAS (NUCLEO EN DIVISIÓN): Son estructuras con forma de bastoncillo, constituidas por ADN e histonas. Se forman por condensación de la cromatina durante la división celular.:  –BRAZOS: Partes del cromosoma a cada lado del centrómero/   -TELÓMERO:Extremo del blazo /  -SATÉLITE: Construcción secundaria que separa el segmento final de la cromátida (casi separado del resto)
CLASIFICACIÓN: Según la posición del contrómero: Metacéntricos (brazos iguales) / Submetacéntricos (brazos ligeramete desiguales) / Acrocéntricos (Brazos muy desiguales)/ Telocéntricos (en el extremo del cromosoma)
DIFERENCIAS ENTRE CELULAS EUCARIOTAS ANIMAL Y VEGETAL: La celula eucariota vegetal está recubierta por una pared celular cuyo componente principal es la celulosa, mientras que la animal no tiene. /No tiene cetriolos, aunque tenga fibras de citoesqueleto. / Las vacuolas están más desarrolladas que en la célula animal. / La nutrición de la célula vegetal es autótrofa, mientras que en la célula animal es heterótrofa. / La citocinesis en la celula vegetal se da por tabicación, mientas que en la célula animal es por estrangulación.

TEMA 6: EL CICLO CELULAR

CICLO CELULAR: periodo que abarca desde la formación de una célula hasta que se divide para dar lugar a nuevas células.
FASES: Interfase / Mitosis / Citocinesis
INTERFASE: periodo comprendido entre dos divisiones. En ella el ADN se encuentra en forma de cromatina y por eso hay síntesis de ARNm.
PERIODOS:
                – G1: La célula aumenta de tamaño, se incrementa el número de orgánulos citoplasmáticos. Hay intensa actividad metabólica. Los dos centriolos comienzan a duplicarse.
                – S: (Fase de síntesis)  Replicacíón del ADN. También tiene lugar la síntesis de proteínas asociadas al ADN.
                – G2: Últimos preparativos para la división celular. El ADN. La duplicación del par de centriolos se termina.
MITOSIS: División del núcleo. la célula reparte equitativamente el material cromosómico entre las células hijas.
FASES:
                – Profase: Su comienzo coincide con la condensación de la cromatina. Se desintegra el nucleolo y empieza a desaparecer la envoltura nuclear. Se separan las parejas de centriolos.
Tipos de fibras en el HUSO MITÓTICO: Aster / continuas o polares / cinetocóricas.
                – Metafase: Termina de desaparecer la envoltura nuclear. Los cromosomas se sitúan en el plano medio de la célula, formando la PLACA ECUATORIAL. Termina de formarse el huso mitótico.
                – Anafase. Las cromátidas hermanas se separan y son conducidas por las fibras cinetocóricas hasta polos opuestos
                – Telofase:  Desaparece el huso mitótico. El material cromosómico se descondensa. Se forman membranas nucleares a partir del R.E.R. y reaparece el nucleolo.
SIGNIFICADO BIOLÓGICO DE LA MITOSIS: Facilita el reparto equitativo de los cromosomas entre los núcleos para la transmisión de la información génica sin variación.
significado biológico de la mitosis acompañada de citocinesis:
                -En organismos unicelulares: aumenta el número de individuos, por tanto, su reproducción.
                -En organismos pluricelulares: Responsable del desarrollo embrionario, crecimiento y regeneración de tejidos.

CITOCINESIS: División del citoplasma. Se puede iniciar antes de acabar la mitosis.
DIFERENCIAS ENTRE CELULAS ANIMALES Y VEGETALES:   -En células animales: La citocinesis tiene lugar por estrangulación. En el plano ecuatorial se agrupan fibras de actina y miosina, constituyendo un ANILLO CONTRÁCTIL, que provoca el estrangulamiento que origina dos células./ -En células vegetales: La citocinesis tiene lugar por tabicación. Se forma la pared por fusión de vesículas procedentes del aparato de Golgi cargadas de celulosa y otros polisacáridos de la pared.
MEIOSIS: División del núcleo celular que origina cuatro núcleos haploides a partir de un núcleo diploide mediante dos divisiones sucesivas del nucleo.
SIFNIFICADO BIOLÓGICO: En los individuos dipolares: formación de gametos y mantenimiento del número cromosomático década especie. También, fuente de variabilidad genética (al azar)
                –1ª DIVISIÓN MEIÓTICA: Los cromosomas homólogos se emparejan y posteriormente se separan. El reparto de los cromosomas de cada par de homólogos ocurre al azar.
                               *PROFASE MEIOTICA I:  etapas: 1. Proleptoteno: Duplicación del ADN. Los cromosomas apenas se distinguen. / 2. Leptoteno. Los cromosomas se unen a la membrana nuclear en zonas próximas a la localización de los centriolos a través de las placas de unión. Comienza a formarse el huso mitótico. / 3. Zigoteno. Los cromosomas homólogos se aparean entre sí, originándose el COMPLEJO SINAPTONÉMICO (en la zona de contacto)  constituido por un placa central densa y elementos laterales de estructura fibrilar. FUNCIÓN: necesario para que se produzca el entrecruzamiento o sobrecruzamiento de los cromosomas homólogos.  BIVALENTE O TÉTRADA ( cada pareja de cromosomas). / 4. Paquiteno. el sobre cruzamiento tiene lugar entre cromátidas no hermanas. Los puntos de sobre cruzamiento corresponden a los NODULOS DE RECOMBINACIÓN que contienen las enzimas necesarias para el intercambio de genes entre las cromátidas. /  5. Diploteno. Los cromosomas homólogos comienzan a separarse. QUIASMAS (puntos donde ha tenido lugar el sobrecruzamiento). Desaparición de los complejos sinaptonémicos. Etapa más larga de la meiosis. Al final de esta etapa, los cromosomas empiezan a desespiralizarse y adquieren un aspecto más laxo. /  6. Diacinesis: Cromosomas de nuevo condensados. TERMINALIZACIÓN DE LOS QUIASMAS (los quiasmas se van desplazando hacia los extremos del bivalente).
La membrana nuclear y el nucléolo comienzan a desaparecer.
                               *PROMETAFASE MEIOTICA I: Desaparición de la membrana nuclear y el nucleolo, y empieza la unión de las parejas de cromosomas a los microtúbulos cinetocóricos./ *METAFASE MEIÓTICA I: Los bivalentes se disponen en el plano ecuatorial. Sólo quedan algunos quiasmas terminales / *ANAFASE MEIÓTICA I: Se separan los bivalentes y cada uno de los cromosomas del par de homólogos emigra hacia uno de los polos./  *TELOFASE MEIÓTICA I: La división nuclear con dos nucleos. Cada uno de ellos contiene un juego completo de cromosomas.
Reaparece el nucléolo y la membrana nuclear. Se produce la citocinesis.

-2ª DIVISIÓN MEIÓTICA: Equivale a una mitosis normal, en la que las dos cromátidas de cada cromosoma se separan y emigran hacia los polos opuestos del huso acromático.
La segunda división meiótica dará como resultado cuatro células también haploides.
La DOTACIÓN GENÉTICA de cada una de las célúlas es el fruto de la recombinación entre cromosomas homólogos.
FASES: profase meiótica II, prometafase meiótica II, metafase meiótica II, anafase meiótica II y telofase meiótica II .

MESIOSIS Y REPRODUCCIÓN SEXUAL: 
                -En organismo que se reproducen asexualmente las posibilidades de variabilidad genética y de adaptación y de evolución son muy limitadas.
                -En los organismos con reproducción sexual, la fusión de dos núcleos haploides de distinta procedencia origina un cigoto diploide con información genética diferente.

                -Los organismos unicelulares se reproducen asexualmente cuando las condiciones ambientales son favorables.
                -En seres más complejos, se dividen asexualmente por mitosis, pero la especie se reproduce sexualmente.

NÚCLEOS GAMÉTICOS: Fusión de dos núcleos durante la reproducción sexual. Están contenidos en los gametos.

GAMETOS: Contienen los núcleos gaméticos.

CIGOTO: Célula resultante de la fusión de dos núcleos gamétcos.

TEMA 7: CÉLULA EUCARIOTA. FUNCIÓN DE NUTRICIÓN.

NUTRICIÓN CECLULAR: Mediante las funciones de nutrición, la célula toma materia y energía del exterior, y las transforma con dos objetivos: fabricación de nuevos materiales celulares y obtención de energía para realizar trabajos de diversa índole.
TIPOS:
                -AUTÓTROFA: Toman como nutrientes sustancias inorgánicas sencilla. Producción de materia orgánica mediante: Fotosintética: la energía necesaria procede de la luz solar. Aquellos organismos que poseen pigmentos asimiladores/  Quimiosintética: la energía necesaria la obtienen de reacciones de óxido-reducción exotérmicas.Llevadas a cabo por determinadas bacterias.
               -HETERÓTROFA: Para nutrirse, necesitan tomar materia orgánica ya elaborada
                DIFERENCIAR LA NUTRICIÓN HETERÓTROFA EN FUNCIÓN DE LA FUENTE DE LUZ Y ENERGÍA:
tipo de organismo / fuente de energía / fuente de carbono
Fotolitotrofo                     luz                          CO2
Fotoorganotrofo             luz                          Materaorgánica
Quimiolitotrofo                               Reacc.Redox     CO2
Quimioorganotrofo        Reacc.Redox     Materia orgánica
ETAPAS:  a) INGESTIÓN Y DGESTIÓN: ingestión: Penetración de sustancias en la célula. Digestión: por acción de las enzimas contenidas en los lisosomas
Como resultado dichos materiales queda englobados en un FAGOSOMA O VACUOLA ENDORÍTICA. El fagosoma se fusiona con un lisosoma primario dando lugar a un lisosoma secundario.
Las sustancias no ingeridas quedan englobadas en el lisosoma residual (VACUOLA FECAL) y son eliminados por un proceso de EXOCITOSIS. / b) METABOLISMO: Es el conjunto de reacciones químicas enzimáticas que sufren los nutrientes en el interior de las células para obtener energía y materiales propios. /  c) EXCRECIÓN Y SECRECIÓN: En ambos casos la célula elimina productos del metabolismo por exocitosis y el CO2 por difusión.
Excreción: se eliminan los productos procedentes del catabolismo.
Secreción: las sustancias eliminadas proceden del anabolismo
METABOLISMO: Es el conjunto de reacciones químicas enzimáticas que sufren los nutrientes en el interior de las células para obtener energía y materiales propios.
CATRACTERÍSTICAS:   -Están catalizadas por enzimas /  -Las reacciones metabólicas son secuenciales/  -Los desprendimientos d energía están acoplados a la síntesis de ATP /  -Los consumos de energía están asociados a la hidrólisis de ATP / -Cuanto más reducido está un compuesto, mayor cantidad de energía contiene, cuanto más oxidado se halla, menor cantidad de energía tiene.

ANABOLISMO: (reacciones metabólicas de síntesis) Formación de moléculas orgánicas complejas a partir de moléculas precursoras más sencillas.
CARACTERÍSTICAS: Son endergónicas, por lo que necesitan del aporte de energía / Parten de sustancias oxidadas y llegan a sustancias reducidas (endotérmicas)
CATABOLISMO: (reacciones de degradación). Degradación de moléculas orgánicas complejas a moléculas secillas.
CARACTERÍSTICAS: Son exergónicas (liberan energía) / Transforman sustancas reducidas e sustancias oxidadas (exotérmicas).
INTEGRACIÓN DEL CATABOLISMO: La materia y energía obtenidos en los procesos catabólicos se utilizan en los procesos biosintéticos (procesos anabólicos). Las rutas catabñolicas son covergentes. FASES: –Durante la fase I, las macromoléculas se hidrolizan. / -En la fase II, los distintos monómeros son transformados en el grupo acetilo del Acetil-CoA. En la degradación de los aminoácidos se origina NH3 / -En la fase III el grupo acetilo del Acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs, dando finalmente CO2 y H20, produciéndose gran cantidad de NADH, que proporciona mucho ATP a través de la cadena de transporte electrónico o cadena respiratoria.
REACCIONES REDOX: Las células obtienen energía de la oxidación de las moléculas orgánicas. En las reacciones redox, una molécula se oxida cuando cede electrones a otra que se reduce, y se reduce cuando gana electrones de la otra que se oxida.
En las oxidaciones, la pérdida de elctrones va acompañada de pérdida de hidrógenos.
PRECISAN DE: Un sustrado dador de lectroes / Un aceptor de electrones.
ATP: Intermediario energético en las células de cualquier ser vivo. Está formado por adenina, ribosa y tres grupos fosfato. Contiene enlaces de alta energía entre los grupos fosfato. La formación de ATP requiere energía y la hidrólisis la desprende. El ATP no es una reserva de energía, es un transportador
PROCEDIMIENTOS BÁSICOS: -Por fosforilación a nivel de sustrato: el procesono está ligado a un transporte de electrones./  –Por fosforilación oxidativa: tiene lugar por un flujo de protones
METABOLISMO EN LOS ORGANISMOS HETERÓTROFOS:
DIVERSAS OPCIONES METABÓLICAS PARAOBTENER ENERGÍA EN ORGANISMOS HETERÓTROFOS: -Glucólisis: Se realiza en el CITOSOL. La realiza los seres autótrofos y los heterótrofos. / -Ciclo de Krebs: Se lleva a cabo en la MATRIZ MITOCONDRIAL./  -Fosforilación Oxidativa: A través de la cadena respiratoria. Tiene lugar en las CRESTAS MITOCONDRIALES.

GLUCÓLISIS: en el citosol. Es una secuencia de reacciones en la que una molécula de glucosa se transforma en dos moléculas de ácido pirúvico.
ETAPAS: -1ª ETAPA: Una molécula de glucosa se convierte en dos moléculas de gliceraldehido-3-fosfato. Esta transformación requiere energía en forma de ATP./  -2ª ETAPA: el grupo aldehído del gliceraldehido-3-fosfato se oxida a ácido piruvico; la energía liberada en esta oxidación se acopla a la síntesis de ATP
ECUACIÓN GLOBAL: sustrato inicial GLUCOSA—- > producto final PIRÚVICO.
BALANCE DE LA GLUCÓLISIS: Por cada glucosa se obtiene 2 NADH + 2H+ y 2 pirúvicos.
FERMENTACIÓN: La fermentación es un proceso de oxidación de la materia orgánica en el que el aceptor final de electrones no es el oxígeno, sino una molécula orgánica, que varía según el tipo de fermentación.
FUNCÓN: Regenerar el NAD+ consumido en la glucólisis a partir del NADH y posibilitar que ésta pueda continuar.
TIPOS:   -Fermentación láctica: Lactobacillus y Streptococcus para la obtención de productos derivados de la leche.
glucosa— > 2 pirúvico— >2 ácido lácteo /  -Fermentación alcohólica: Levaduras para la obtención de pan y bebidas alcohólicas.
RESPIRACIÓN AEROBIA: Proceso catabólico aerobio en el que las moléculas orgánicas se oxidan totalmente
LOCALIZACIÓN: para células eucariotas en las mitocondrias/ para células procariotas en la membrada plasmática.
IMORTANCIA BIOLÓGICA: Forma más rentable de obtener energía (ATP)
ETAPAS: 1ª formación de Acetil-CoA por oxidación de pirúvico. / 2ª Degradación de los restos acetilo en el ciclo de Krebs. / 3ª Transporte electrónico o fosforilación oxidativa (cadena respiratoria).

CICLO DE KREBS: serie de reacciones que conducen a la oxidación total de la materia orgánica. La molécula queda totalmente degradada. Por cada molécula de glucosa el ciclo da 2 vueltas.
FUNCIÓN: contribución del ciclo de Krebs al metabolismo es la obtención de electrones de alta energía extraidos del Acetil-Coa e incorporados a las coenzimas NAD y FAD, y estas los transfieren a la cadena respiratoria para llegar hasta el oxigeno molecular.

TRANSPORTE ELECTRÓNICO
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA: serie de reacciones de óxido-reducción en las cuales los electrones captados por el NAD+ y FAD+, son transportados hasta el oxígeno molecular para dar lugar a H2O. La energía que se libera en esas reacciones se aprovecha para sintetizar ATP.
LOCALIZACIÓN: Tiene lugar en las crestasmitocondriales.
FUNCIÓN: Síntesis de ATP a expensas de la energía liberada en el transporte de electrones a través de la cadena respiratoria.
CADENA RESPRATORIA: serie de moléculas transportadoras de electrones localizadas en la membrana interna de la mitocondria, formando complejos enzimáticos.
DIFERENCIAS FERMENTACIÓN-RESPIRACIÓN: En la respiración hay presencia de oxígeno, mientras que en la fermentación no. El rendimiento de la reacción  es mayor en la Respiración.
La fermentación destaca por su interés industrial (fermentación láctica y alcohólica).
Β-OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS: es un proceso del metabolismo aerobio; se trata de una ruta catabólica espiral en la que cada vez que se repite una secuencia de cuatro reacciones. La cadena del ácido graso se acorta en dos ´tomos de carbono y se forman Coenzimas reducidos: FADH2 + NADH+ + H+.
LOCALIZACIÓN: En la matriz de las mitocondrias.
FUNCIÓN: Los Coenzimas reducidos pueden ingresar en la cadena respiratoria para producir Energía en forma de ATP.ç
METABOLÍSMO DE LOS ORGANISMOS AUTÓTROFOS:
DIVERSAS OPCIONES METABÓLICAS PARA OBTENER ENERGÍA EN ORGANISMOS AUTÓTROFOS: Destacan la fotosíntesis y la quimiosíntesis.
FOTOSINTESIS: proceso anabólico autótrofo, mediante el cual los seres poseedores de clorofila y otros pigmentos, captan la energía luminosa del Sol y la transforman en energía química y en compuestos reductores, que posteriormente se gastan junto con el CO2 y sales minerales para elaborar moléculas orgánicas. Consta de dos fases: fase luminosa y fase oscura.
LOCALIZACIÓN: En organismos procariotas tiene lugar en el seno del citoplasma. / En organismos eucariotas tiene lugar en los cloroplastos.
IMPORTANCIA BIOLÓGICA: Es el proceso bioquímico más importante de la Biosfera. La diversidad de vida existente en la Tierra depende principalmente de la fotosíntesis.
PIGMENTOS FOTOSISNTÉTICOS: Clases: clorofilas, carotenoiodes y ficobilinas. Absorben la luz a unas determinadas longitudes de onda, y en conjunto,abarcan casi todo el espectro luminoso.
FASE LUMINOSA: tiene lugar en la membrana de los TILACOIDES, ya que en ella se encuentra la maquinaria molecular necesaria para llevarla a cabo: 1. Los fotosistemas. / 2. La cadena de transporte de electrones / 3. Las ATP-sintetasas.
-FASE LUMINOSA ACÍCLICA: Emplear la energía luminosa del sol para sintetizar ATP y obtener NADPH.
LOCALIZACIÓN: En la membrada de los tilacoides MÁS

PROCESOS: Fotolisis del agua. / Fotorreducción. / Fotofosforilación.
comprende las llamadas REACCIONES DE FOTOFOSFORILACIÓN, mediante las que se aprovecha la energía solar para la síntesis de ATP y NADPH.; *en laFOTOFOSFORILACIÓN NO CICLICA, la radiación solar hace posible la transferencia de electrones desde el H2O al NADP, pasando de un nivel más bajo a otro más elevado energéticamente. En el proceso se produce también ATP, y se libera el oxígeno a la atmósfera./  *El resto de ATP necesario se produce en la FOTOFOSFORILACIÓN CÍCLICA (tipo de transporte que permite obtener moléculas de ATP sin que haya producción de NADPH ni de O2), en la cual no se genera ya NADPH
-FASE LUMINOSA CÍCLICA: Se denomina cíclica porque en ella los propios electrones perdidos por la clorofila diana vuelven a ella en circuito cerrado.
FUNCIÓN: La finalidad que tiene esta fase cíclica es subsanar el déficit de ATP obtenido en la fase acíclica para poder realizar la fase oscura posterior.
FASE OSCURA: Sintetizar materia orgánica, utilizando la energía (ATP) y el NADPH obtenidos en la fase luminosa.
LOCALIZACIÓN: en el estroma del cloroplasto.
CICLO DE CALVIN: Es una ruta metabólica cíclica que tiene lugar en el etroma del cloroplasto. Durante la cual se utiliza el ATP y el NADPH obtenidos en la fase luminosa para tranformar sustancias inorgánicas oxidadas en las moléculas orgánicas reducidas, que participan en la síntesis de moléculas orgánicas complejas._
FASES:  1- Fase de fijación del dióxido de carbono a la ribulosa 1,5 disulfuro, obteniéndose dos moléculas de ácido fosfoglicérico. / 2-El ácido fosfoglicérico se reduce a gliceraldehído- 3- fosfato. /  3-Estos dos fosfatos de triosa son utilizados para regenerar la ribuosa- disulfato y para servir de precursor a distintos tipos de biomoléculas.
FACTORES QUE INFUYEN EN LA FOTOSÍNTESIS:  –Concentración de CO2:  + concentración– > >rendimiento hasta cierto valor, que se estabiliza. / -Intensidad luminosa: +intensidad — > >rendimiento hasta ciertos limites, que se produce fotooxidación de los pigmentos. /  -Concentración de oxígeno: +concentración O2– > -Temperatura: +temperatura– > >rendimiento hasta cierto punto, que se desnaturalizan las enzimas. /  -Escasez de agua: -agua– >
FOTOSINTESIS Y EVOLUCIÓN: La aparición de organismos fotosintéticos supuso la acumulación de oxígeno en la atmósfera. La fotosíntesis posibilitó la diversidad de vida que existe en la Tierra.
QUIMIOSÍNTESIS: Proceso anabólico autótrofo en el cual a partir de reacciones de oxidación de sustancias inorgánicas se obtiene ATP y NADH, que son utilizados para la síntesis de materia orgánica.
ORGANISMOS QUIMIOSINTÉTICOS: -Bacterias Nitrificantes: oxidan el amoniaco a nitratos. /  -Ferrobacterias: oxidan compuestos ferrosos o férricos/ -Ferrobacterias: oxidan el azufre o sus derivados.

TEMA 8: BASE QUÍMICA DE LA HERENCIA

REQUISITOS QUE DEBE TENER LA MOLÉCULA TRANPORTADORA DE LA INFORACIÓN GENÉTICA: ser químicamente estable. / poseer capacidad de replicación. / Que la información genética pueda trasmitirse de una generación a otra. / Aunque químicamente estable, debe ser susceptible de sufrir algunas variaciones que permiten la evolución.
FACTORES MENDELIANOS: Cada gen es responsable de la expresión de un carácter y presenta dos alternativas alélicas o alelos, uno de origen paterno y el otro materno.
Los factores hereditarios están en los cromosomas.
CROMOSOMAS: son la estructura cuaternaria del ADN que se ha empaquetado en un espacio muy reducido. Cada especie tiene un número característico de cromosomas, organizados en pares (cromosomas homólogos).
CROMOSOMAS HOMÓLOGOS: Cada miembro de un par de cromosomas es similar, pero no idéntico, a su compañero.
ADN: (Sucesión de genes) Molécula portadora de la información genética. Casi todas las células somáticas de cualquier especie tienen la misma cantidad de ADN. 2) Las proporciones de bases nitrogenadas son las mismas en el ADN de todas las células de una misma especie, pero varían en distintas especies.
GEN: (hay otra definición en el tema siguiente) Segmento de ADN que tiene una determinada función. Los genes son discontinuos y están repartidos y dispersos en pequeños segmentos a lo largo de las moléculas de ADN.
FUNCIÓN:  -Genes estructurales: Contener la información para la síntesis de una poteína o de una molécula de ARN. / -Genes reguladores: encargados de regular la expresión de otros genes.
ORGANIZACIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO:  -En procariotas: la secuancia de nucleótidos del ADN de un gen presenta EXONES. /  -En eucariotas: presenta exonese INTRONES (secuencias sin información)
GENOMA: conjunto de genes de un individuo.
TRANSPOSONES: Son elementos génicos móviles o ‘’saltarines’’. Tienen la facultad de saltar de un lugar a otro del genoma, lo que produce una fuente de variedad en el mensaje genético.

REPLICACIÓN DEL ADN: Proceso mediante el cual a partir de una molécula de ADN en doble hélice se sintetizan dos idénticas. Las principales enzimas que intervienen (de 20) en la replicación son: ADN polimerasas, primasas, nucleasas y ligasas.
FUNCIÓN: Conservación de la información genética
PROPIEDADES:
                -Semiconservativa: cada célula conserva la mitad de la molécula de ADN de la célula anterior y la otra mitad se sintetiza en cada generación.
                -Es multifuncional: Comienza en muchos puntos a la vez.
                -Bidireccional: Las dos hebras re replican a la vez.
                -Se sintetiza en sentid 5’— > 3’
                -Es semidiscontinua: se sintetiza de mono continuo, pero en la otra síntesis es discontinua.
                -La iniciación de la síntesis de cada fragmento requiere un extremo hidroxilo libre que es proporcionado por un ARN cebador
MECANISMO DE LA REPLICACIÓN
FASES:
                -Inización.
                –Síntesis de las nuevas cadenas: una cadena ( 5′– > 3′ ) se sintetiza de manera continua, es la denominada CADENA CONDUCTORA. Sin embargo, la replicación de la otra cadena tiene lugar en pequeños fragmentos de ADN, sintetizados cada uno en sentido 5′ 3′, que después terminan uniéndose formando la CADENA RETARDADA.
                -Una nucleasa actúa separando el ARN cebador del inicio de la hebra conductora y de cada uno de los fragmentos de Okazaki
                -Por último, interviene una ligasa que une los fragmentos sintetizados y ya desprovistos del ARN cebador.
CORRECIÓN DE ERRORES: Hay enzimas correctoras, que deben reconocer, eliminar y sustituir al nuleótido mal emparejado. Los errores (cambios en el ADN) llamados mutaciones, tienen gran interés, ya que constituyen una fuente de variabilidad genética.
DIFERENCIAS EN REPLICACIÓN:  -Procariotas: Se realiza en nucleoide, intervienen 3 ADN polimerasas, no es simultánea y no hay duplicación de Histonas( no tienen). /
– Eucariotas: Se realiza en el núcleo. Intervienen 5 ADN polimerasas, es simultánea y se duplican las histonas.

TRANSCRIPCIÓN: Es el proceso mediante el cual, a partir de un ADN en doble hélice se sintetiza una sola molécula de ARN complementaria de una de las hebras.
LOCALIZACIÓN: en el núcleo o nucleoide.
FUNCIÓN: Expresión de la información génica junto con el proceso de traducción. Copia la información del ADN en el lenguaje del ARN.
PROPIEDADES:
                -La transcripción es selectiva:  sólo se sintetiza ARN a partir de ciertas regiones
                -La transcripción es monocatenaria. Cuando se transcribe un gen se copia una sola hebra el ADN
                -La transcripción es reiterativa: una misma región del ADN puede estar siendo transcrita simultaneamente por varias ARN polimerasas
ELEMENTOS QUE INTERVIENEN: Cadena de ADN. / Ribonucleótidos de A, G, C y U. / ARN-polimerasa.
FASES:
                –Iniciación: La ARN-polimerasa se une al ADN en una región denominada promotor, que se encuentra antes del inicio del gen propiamente dicho
                – Elongación: La ARN-polimerasa se acopla a una de las cadenas del ADN y desenrolla aproximadamente una vuelta de hélice, la enzima se desplaza por la hebrapatrón. A medida que la ARN-polimerasa se desplaza, el ADN va recuperando su configuración inicial de doble hélice.
                -Terminación: La ARN-polimerasa continúa añadiendo ribonucleótidos hasta que se encuentra con unas secuencias de terminación a las que reconoce, liberandose por tanto del ADN.
                -Maduración del ARN: El producto inmediato de la transcripción se llama TRANSCRITO PRIMARIO, y antes de convertirse en ARNr, ARNm o ARNt sufre una serie de procesos, conocidos colectivamente como maduración.

MADURACIÓN:   -En células procariotas: Los ARNm no maduran. El transcrito primario que va a originar ARNt y ARNr sufre una serie de reacciones de metilación de bases y eliminación específica de ciertos fragmentos de ARN.
-En células eucariotas: la maduración de los ARNr y ARNt es semejante a procariotas. Se da maduración del ARMm.
Para la conversión de ARNhn en ARNm se requieren una serie de procesos: eliminación de secuencias no traducibles, adquisición de una «cola» de poli A en el extremo 3′. El ARNm, que en eucariotas codifica a una sola proteína.

TRADUCCIÓN: proceso mediante el cual, a partir de un ARNm, se sintetiza una proteína.
LOCALIZACIÓN: en los ribosomas.
FUNCIÓN: expresión de la información génica junto con el proceso de transcripción.
PROPIEDADES:   -Unidireccional: El ARNm se traduce del extreno 5’ al 3’. / -Reiterativa: Un mismo ARNm puede estar siendo traducido simultáneamente por varios ribosomas. / -Selectiva: No todo el ARNm se traduce. Requiere una molécula que actúe de intérprete o adaptador: ARNt.
ETAPAS (BIOSÍTESIS DE PROTEÍNAS)
                -Activación de los aminoácidos: En presencia de aminoacil-ARNt-sintetasa y de ATP
                -Iniciación: El ARNm se une a la subunidad menor del ribosoma. A este grupo de moléculas se une la subunidad mayor del ribosoma formándose el COMPLEJO RIBOSOMAL.
El complejo ribosomal posee dos centros: Un centro P: donde se sitúa el primer aminoacil-ARNt que lleva la melatonina. / Un centro A: aceptor de nuevos aminoácidos.
                -Elongación de la cadena: Al centro A se asocia un nuevo aminoacil-ARNt que porta el siguiente aminoácido. Se forma  el centro A un dipeptidil ARNt..
Se produce la TRANSLOCACIÓN RIBOSOMAL: el dipeptidil-ARNt se coloca en el centro P, dejando libre el centro A para aceptar nuevos aminoácidos.
                -Terminación de la síntesis: viene determinada por la existencia de tripletes sin sentido: UAA, UAG, UGA
                -Asociaciación de varias cadenas: En la medida que se van sintetizando las cadenas estas van adoptando su estructura secundaria y terciaria, mediante enlaces por puentes de hidrógeno y puentes disulfuro. En el caso de estar formadas por varias cadenas, estas se unen para formar la estructura cuaternaria.

TRADUCCIÓN EN CELULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS: Ocurre de manera similar.

CÓDIGO GENÉTICO: es la clave que establece la correspondencia entre los nucleótidos del ARNm y los aminoácidos, lo que permite traducir el idioma de los genes al de las proteínas.
Al presentar cuatro tipos de nucleótidos y existir veinte aa distintos, necesitamos veinte combinaciones diferentes de nucleótidos, de forma que las claves tienen que ser de tres letras( 43 ) teniendo 64 combinaciones diferentes de los cuatro nucleótidos que denominamos codones o tripletes de bases.
CARACTERÍSTICAS: Es universal. / No es ambiguo. / Es degenerado / Es  unidireccional / Presenta trestripletes sin sentido / La lectura es lineal.

MUTACIÓN: Las mutaciones son alteraciones del material genético.
Las mutaciones son necesaria pero no suficientes para explicar el proceso evolutivo.
Las mutaciones pueden darse en células somáticas (carecen de importancia) y en células germinales (sí que son trascendentales).
CAUSAS:  -Mutaciones espontáneas: Errores espontáneos no corregidos en la replicación del ADN.
                -Mutaciones inducidas: Acción de los denominados agentes mutagénicos:
                               *Agentes físicos: Radiaciones ionizantes (rayos x, rayos gamma) y Radiaciones no ionizantes (rayos U.V)
                               *Sustancias químicas (provocan un cambio en el mensaje genético) el ácido nitroso, el gas mostaza, ciertos colorates, algunos componentes del tabaco.
                               *Biológicos: Ciertos virus y los transposones.
TIPOS: -Mutaciones génicas (alteraciones en la secuencia de nuclótidos). CLASIFICACIÓN:
                               *Sustituciones: son cambios de una base por otra. /  *Delecciones: mutaciones por pérdida de nucleótidos. Adiciones: mutaciones por inserción de nucleótidos.
                -Mutaciones cromosómicas (alteraciones en la secuencia de gens de un cromosoma). TIPOS:
                               *Delección: pérdida de un fragmento del cromosoma
                               *Inversión: Cambio de sentid de un fragmento de cromosoma.
                               *Duplicación: Repetición de un segmento del cromosoma.
                               *Traslocación: Cambo de posición de un segmento del cromosoma
                -Mutaciones genómicas: (alteración en el número de cromosomas) TIPOS:
                               *Aneuploidía: Es una alteración en el número normal de ejemplares de uno o más tipos de cromosomas. MONOSOMÍA (2n-1), TRISOMÍA (2n+1)
Sindrome de down (trisomía del cromosoma 21. Tienen 47 cromosomas) / Sindrome Edwards (trisomía del cromosoma 18. Tienen 47 cromosomas) /Sindrome de Turner (un solo cromosoma X. 44 autosomas+ X) / Sindrome tripe X (tres cromosomas X. 44 autosomas+ XXX) / Sindrome de Klinefelter (tres heterocromosomas. 44 autosomas +XXY) / síndrome duplo Y (tres heterocromosomas. 44 auosomas+ XXY)
                               *Euploidía: Es la alteración en el número normal de dotaciones haploides de un individuo.
CONSECUENCIAS BENEFICIOSAS DE LAS MUTACIONES: Junto con la recombinación genética originan evolución. Las mutaciones que afectan al ADN de las células germinales se heredan y son origen de variedad genética.

TEMA 9: GENÉTICA MENDELIANA

CARÁCTER HEREDITARIO: Característica morfológica, estructural o fisiológica presente en un ser vivo y transmisible a la descendencia.
GEN: Unidad estructural y funcional de transmisión genética. Son los factores que controlan la herencia de los caracteres.
LOCUS  (LOCI en plural): De carácter hereditario. Es el lugar determinado que ocupa un gen en un cromosoma concreto.
GENOMA: es la totalidad de la información genética que posee un organismo o una especie en particular.
GENOTIPO. Conjunto de factores hereditarios.
FENOTIPO: expresión externa del genotipo.
ALELOS:  Distintas formas que puede- presentar un determinado gen
HOMOCIGOTO O RAZA PURA: Individuo que posee dos alelos idénticos para el mismo carácter. (AA o aa).
HETEROCIGOTO O HÍBRIDO: Individuo que tiene dos alelos distintos para el mismo carácter. (Aa).
ALELO DOMINANTE: Gen cuya presencia impide que se manifieste la acción de otro alelo distinto para el mismo carácter.
ALELO RECESIVO: Gen que sólo manifiesta su acción en ausencia de un alelo dominante.
GENES O ALELOS CODOMINANTES: Alelos para el mismo carácter que poseen idéntica capacidad para expresarse. Manifiesta la acción de ambos por: CODOMINANCIA (separados) o HERENCIA INTERMEDIA (juntos).
GENERACIÓN PARENTAL (P): Es la constituida por los individuos que se reproducen (se cruzan) inicialmente.
GNERACIONES FILIALES: Las constituyen los descendientes de la generación parental.

1ª LEY DE MENDEL (ley de uniformidad): Al cruzar dos individuos distintos, ambos homocigóticos (razas puras) para un carácter, todos los descendientes de la primera generación filial son idénticos entre sí, con el mismo genotipo y fenotipo.
PROPORCIÓN GENOTÍPICA: 100% de Aa
PROPORCIÓN FENOTÍPICA: 100% carácter dominante

2ª LEY DE MENDEL (Ley de la segregación): Cuando se cruzan entre sí los individuos de la primera generación filial (o bien se autofecunda uno de ellos), se obtiene una descendencia no uniforme, debido a la separación (segregación) de los alelos implicados en el carácter estudiado, al formarse los gametos.
PROPORCIÓN GENOTÍPICA: 25% de AA, 50% de Aa, 25% de aa. Es decir 1:2:1
PRPORCIÓN FENOTÍPICA: 75% con carácter dominante, 25% con carácter recesivo. Es decir 3:1

3ª LEY DE MENDEL (Ley de la independencia): En la transmisión de más de un carácter, se observa que cada par dé alelos se transmite de forma independiente sin relación con los otros y, por tanto, se obtienen varias combinaciones, algunas de las cuales no están presentes en los parentales.
SEGREGACIÓN FENOTÍPICA: 9:3:3:1

RETROCRUZAMIENTO: cruzamiento entre un individuo y uno de sus parentales

CRUZAMIENTO DE PRUEBA: Cuando el parental utilizado es el homocigótico recesivo.
                -Si todos los descendientes del cruzamiento prueba son del fenotipo dominante, el individuo problema es homocigótico.
                -Si la mitad de la descendencia presenta el fenotipo dominante y la otra mitad el recesivo, el individuo problema es heterocigótico.