Osmosis

La presencia de sales disueltas en el agua condiciona el movimiento de las moléculas de agua a través de la membrana plasmática para igualar las concentraciones. Este proceso se llama osmosis. Las moléculas de agua siempre se mueven de la disolución menos concentrada a la más concentrada. (Turgencia: la célula se hincha; plasmólisis: la célula se encoge).

Molécula de Agua

Está formada por un átomo de oxígeno (O) y dos de hidrógeno (H) unidos por enlace covalente, compartiendo sus electrones. Sus principales características físico-químicas son:

• Polaridad: El agua es dipolar porque el oxígeno está cargado negativamente y el hidrógeno positivamente, dando lugar a un reparto desigual de cargas.
• Formación de puentes de hidrógeno:

Constante Dieléctrica Elevada

La mayor parte de las moléculas de agua forman un dipolo. Esto hace que el agua sea:

• Un excelente disolvente para todo tipo de sustancias.
• Un medio de transporte para todo tipo de sustancias.
• El soporte en el que se realizan la mayor parte de las reacciones metabólicas y químicas.

Calor Específico

Definición y características:

• Atenúa las variaciones de temperatura.
• Regula el clima.
• Permite a los seres vivos resistir variaciones térmicas.

Mecanismos de Tampón: Regulación del pH

Las células necesitan un pH neutro. Como resultado de las reacciones metabólicas, se producen sustancias ácidas o básicas que hacen variar el pH. Los sistemas tampón o buffer evitan estas variaciones. Están formados por un ácido débil y una sal de ese ácido. Existen varios sistemas:

1. Medio extracelular bicarbonato: H⁺ + HCO₃^– <=> H₂CO₃ <=> CO₂ + H₂O
2. Medio intracelular fosfato: H₂O + H₂PO₄^– <=> HPO₄^2- + H₃O⁺

Si se producen sustancias ácidas (pH menor que 7)

HA = A^– + H⁺
HA + NaHCO₃ = NaA + H₂CO₃
H₂CO₃ = CO₂ + H₂O
(Se evita la acidez que provocarían los iones de H⁺ formando una sal neutra, agua y CO₂).

Si se producen sustancias básicas

BOH = B⁺ + OH^–
BOH + H₂CO₃ = BHCO₃ + H₂O
(El agua y la sal son neutras y el exceso se elimina al medio).

Adhesión y Cohesión

1. Adhesión: Atracción y unión de las moléculas de agua con otras moléculas. (La capilaridad es la habilidad de un tubo delgado para succionar líquido en contra de la fuerza de la gravedad).
2. Cohesión: Atracción entre sí de las moléculas de agua. (La tensión superficial es el fenómeno en el que la superficie de un líquido se comporta como si fuera una delgada película elástica).

Sales en los Seres Vivos

• Insolubles: Forman parte de estructuras esqueléticas.
• Solubles:
  • Regulación de procesos osmóticos.
  • Regulación del pH.
  • Mantener la salinidad en los organismos.
  • Acción específica de los cationes: regular la actividad enzimática y generar potenciales eléctricos para la contracción muscular, la coagulación de la sangre y los impulsos nerviosos.

Características del Carbono

• Es un elemento ligero, un átomo pequeño.
• Forma enlaces fuertes y estables, sobre todo con C, H, O y N.
• Tiene 4 electrones en su nivel energético externo.
• Gran capacidad de unirse a otros átomos.
• Estos átomos forman grupos funcionales que originan una gran variedad de compuestos de carbono.
• Estructuras muy diversas.

Las Enzimas

Composición y Estructura

Son catalizadores orgánicos, moléculas proteicas, capaces de actuar fuera del organismo. Sus características son:

• Gran peso molecular.
• De gran actividad.
• Actúan a temperatura ambiente.
• Intervienen en cantidades muy pequeñas.
• No se consumen en la reacción.
• Muy específicas.

Naturaleza

Holoenzimas -> Apoenzima (parte proteica) + Cofactor (no proteica) -> Activador inorgánico (iones metálicos) + Coenzimas (moléculas orgánicas).

Especificidad

Es la afinidad que las enzimas presentan por un sustrato. Solo el sustrato que tiene la forma adecuada puede acceder al centro activo y, en ocasiones, sin la presencia adicional de un cofactor no se puede realizar la acción catalítica. Tipos: de acción, de sustrato, absoluta, de grupo, de clase.

Clasificación

1. Oxirreductasas: Catalizan reacciones de oxidorreducción de sustratos con transferencia de H.
2. Transferasas: Catalizan la transferencia de radicales de unas moléculas a otras.
3. Hidrolasas: Catalizan reacciones de hidrólisis de sustratos.
4. Liasas: Catalizan reacciones de ruptura o soldadura de sustratos.
5. Isomerasas: Catalizan reacciones de isomerización, es decir, de transformación de moléculas en sus isómeros.
6. Ligasas: Catalizan la síntesis de moléculas.

Mecanismo de Acción

Conjunto de procesos mediante los cuales las enzimas catalizan las reacciones. Depende, según la composición, estructura y especificidad por el sustrato de las enzimas. Tiene 3 etapas:

1. Formación del complejo ES: Establecimiento de muchos enlaces débiles entre enzima y sustrato.
2. Modificación del sustrato: Se produce la catálisis y se obtiene el producto, que permanece unido a la enzima formando el complejo EP.
3. Disociación del complejo EP: Enzima y producto están unidos por enlaces débiles. Se disocia el complejo dando el producto y dejando libre a la enzima.

Cinética Enzimática (las gráficas)

Es el estudio de la velocidad de las reacciones y los factores que la modifican. Estos factores son:

1. Concentración del enzima.
2. Concentración del sustrato.
3. Temperatura.
4. pH.
5. Presencia de inhibidores.

1: La actividad enzimática es directamente proporcional a la concentración de la enzima.

2: La variación de la velocidad de reacción respecto a la variación de la concentración de sustrato se produce según la gráfica (V aumenta al aumentar S) (V aumenta menos al aumentar más S) (Con S elevada no aumenta V y se mantiene constante).

3: Si se suministra calor, aumenta la movilidad de las partículas y, por tanto, la velocidad de formación del producto. Hay una temperatura óptima en la que la actividad enzimática es máxima. Si aumenta la temperatura, se dificulta la unión ES y, a partir de cierta temperatura, el enzima se desnaturaliza y la velocidad baja bruscamente.

La Célula Eucariota

Teoría Celular

• Todo en los seres vivos está formado por células.
• Toda célula se ha originado a partir de otra célula por división de esta.
• La célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de todos los seres vivos.

Teoría Endosimbionte

Las células eucariotas se originaron a partir de una primitiva célula procariota que englobaría a otras procariotas, estableciéndose entre ellas una relación endosimbionte (Lynn Margulis, 1967).

Elaboración de Preparaciones

1. Fijación: Estabilización de los componentes celulares para que su aspecto sea similar al del tejido vivo. Se suele usar formaldehído, etanol, calor (desecación) y frío.
2. Deshidratación: Se elimina el agua con baños de alcohol.
3. Inclusión: Tejidos blandos difíciles de cortar. Se utiliza parafina.
4. Corte: Se corta en láminas muy finas.
5. Montaje: Colocados sobre el portaobjetos y se cubre con xilol.
6. Tinción: Se tiñen con colorantes. Se suele usar: hematoxilina (azul) y eosina (rosado).
7. Conservación: Sellado del cubreobjetos.

Colorantes

• Cargados positivamente: Se combinan con constituyentes celulares cargados negativamente.
• Cargados negativamente: Se combinan con constituyentes celulares cargados positivamente.
• Liposolubles: Se combinan con los materiales lipídicos de la célula.

Preparaciones en Microscopía Electrónica

Fijación, inclusión, corte, montaje y tratamiento con sales de metales pesados.