Núcleo Interfásico

El núcleo interfásico es una estructura con envoltura membranosa, normalmente esférica, que contiene el ADN celular. Normalmente hay un núcleo por célula.

Estructura

• Membrana nuclear: Formada por una doble membrana. La membrana nuclear externa se conecta con el retículo endoplasmático rugoso (RER) y puede tener ribosomas asociados. La membrana nuclear presenta numerosos poros con estructura compleja (formados por varios tipos de proteínas) que controlan el paso de sustancias desde y hacia el citoplasma.
• Nucleoplasma: Es el líquido interno del núcleo, similar al hialoplasma.
• Matriz nuclear: Red de proteínas, similar al citoesqueleto, que organiza los componentes del núcleo.
• Nucleolo: Es una zona diferenciada del núcleo formada por proteínas ribosomales, ARN ribosómico y segmentos de cromatina que codifican ARNr.

Funciones

• Proteger el ADN.
• Controlar el paso de sustancias desde y hacia el núcleo.
• Función del nucleolo: Sintetizar ARNr y formar las subunidades inmaduras de los ribosomas (maduran en el citoplasma).

Cromatina

Es la forma en la que se presenta el ADN en la interfase. El ADN se asocia con unas proteínas llamadas histonas. La fibra de ADN se enrolla alrededor de un complejo de histonas formado por 8 histonas, dándole 2 vueltas. A esta estructura se la denomina nucleosoma. Entre un nucleosoma y el siguiente hay un segmento de ADN llamado ADN espaciador. Esta estructura básica (collar de perlas) se puede condensar formando filamentos cada vez más gruesos. Un ejemplo de ello es la estructura en solenoide.

Fermentaciones

Ocurren cuando no hay oxígeno (anaerobiosis).

Si no hay suficiente oxígeno, la cadena respiratoria se bloquea. Como consecuencia, todos los nucleótidos quedan reducidos y, como consecuencia, se bloquea el ciclo de Krebs, la descarboxilación oxidativa y la glucólisis. La consecuencia final es que no hay síntesis de ATP.

Objetivo

Oxidar NADH para desbloquear la glucólisis y producir algo de ATP.

Catabolismo de la glicerina

Entra en la glucólisis transformándose en gliceraldehído 3-fosfato. Se gasta un ATP y se obtiene un NADH.

Catabolismo de los ácidos grasos

Los ácidos grasos se convierten en Acil-CoA en el citoplasma, usando 2 ATP. Luego, el Acil-CoA entra en la mitocondria y se degrada a través de la β-oxidación.

Hélice de Lynen o β-oxidación de ácidos grasos

Se produce en la matriz mitocondrial. Recuerda que los ácidos grasos son cadenas de un número par de carbonos. La hélice de Lynen es una ruta metabólica cíclica en la que en cada ciclo el ácido graso pierde 2 carbonos en forma de acetil-CoA.

Metabolismo Celular

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en las células. Las reacciones del metabolismo están catalizadas por enzimas y se dividen en:

• Catabolismo: Son reacciones en las que se degradan moléculas complejas para obtener moléculas más simples. Su objetivo principal es obtener energía (ATP) y nucleótidos reducidos.
• Anabolismo: Son reacciones de síntesis de moléculas. Las reacciones del anabolismo son reductoras, por lo que se necesitan nucleótidos reducidos.
  • Anabolismo autótrofo: Obtiene las moléculas orgánicas sencillas a partir de sustancias inorgánicas sencillas.
  • Anabolismo heterótrofo: Obtiene las moléculas orgánicas sencillas digiriendo las moléculas orgánicas de otros seres vivos.

Las reacciones del catabolismo y el anabolismo están acopladas: el catabolismo produce la energía (ATP) y el poder reductor (nucleótidos reducidos) que el anabolismo necesita.

Catabolismo

• Objetivo: Obtener energía.
• Procesos: Oxidación de sustancias orgánicas (liberación de energía al perder electrones) y degradación no oxidativa (liberación de energía en reacciones no redox).
• Utilización de energía: Principalmente para sintetizar ATP; en ocasiones, directamente en reacciones anabólicas.

Catabolismo de los glúcidos

• Importancia: Principal fuente de energía celular.
• Ruta metabólica involucrada: Glucólisis (ocurre en el citoplasma), ciclo de Krebs (matriz mitocondrial) y cadena respiratoria (membrana mitocondrial interna).

Ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs es una ruta cíclica en la matriz mitocondrial. Comienza con la unión del grupo acetil al ácido oxalacético, formando ácido cítrico. Se regenera ácido oxalacético y se completa la oxidación de la glucosa, perdiendo CO₂.

Cadena Respiratoria y Fosforilación Oxidativa

La cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa ocurren en la membrana mitocondrial interna. NADH y FADH2 entregan electrones a la cadena respiratoria, creando un gradiente redox que bombea protones al espacio intermembranoso. El oxígeno es el último aceptor de electrones, formando agua. La energía liberada al fluir los protones a través de la ATP-sintetasa produce ATP, en la fosforilación oxidativa.

Ciclo Celular

El ciclo celular varía en duración y en la vida celular, desde unas horas hasta toda la vida.

Mitosis

La mitosis es el proceso de división celular que produce dos células hijas idénticas. Ocurre en células somáticas.

• Objetivo: Interviene en el crecimiento, reparación y renovación de tejidos.

Cariocinesis: División del núcleo

• Profase: Condensación de la cromatina, formación del huso mitótico, desaparición de la membrana nuclear y del nucléolo.
• Metafase: Los cromosomas alcanzan su máxima condensación y se alinean en la placa ecuatorial.
• Anafase: Separación de las cromátidas hermanas hacia polos opuestos.
• Telofase: Descondensación de los cromosomas, formación de la membrana nuclear y desorganización del huso mitótico.

Citocinesis: División del citoplasma

• En células animales: Anillo contráctil de actina y miosina.
• En células vegetales: Tabicación de vesículas del aparato de Golgi.

Meiosis

La meiosis es el proceso de división celular que produce células hijas haploides con la mitad de cromosomas que la célula madre diploide. Ocurre en células madre de gametos. Es esencial para mantener el número cromosómico constante en la especie y generar variabilidad genética mediante la recombinación de cromosomas homólogos.

Fotosíntesis

Fase Oscura

• Lugar: Estroma del cloroplasto.
• Objetivo: Síntesis de glucosa a partir de CO₂.

Fase Luminosa

• Lugar: Membrana de los tilacoides.
• Objetivo: Sintetizar ATP y nucleótidos reducidos.
• Proceso: El pigmento antena capta las ondas de luz y cede la energía al pigmento diana, que se oxida (pierde 2 electrones).