resumen temario biología 2 Bach, Apuntes de Biología

¡Descarga resumen temario biología 2 Bach y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity! TEMA 1: QUÍMICA DE LA MATERIA VIVA Y SU ESTUDIO. Los bioelementos son elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Se agrupan en tres categorías: ● BIOELEMENTOS PRIMARIOS: C,H,O,N,P,S. Constituyen el 97% de la materia viva. ● BIOELEMENTOS SECUNDARIOS: Mg, Ca, Na, K, Cl. Forman parte de todos los seres vivos (2,9%). ● OLIGOELEMENTOS: conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial (menos del 0.1%) son indispensables para el organismo. Características de los BIOELEMENTOS PRIMARIOS (propiedades físico-químicas) - Forman enlaces covalentes, estables y acumulan energía. - C, forma enlaces hasta con cuatro elementos distintos. - C,O,N, comparten más de un par de electrones formando enlaces sencillos, dobles o triples. - Pueden formar largas cadenas de C. - Ligeros. - Las diferentes tipos de moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales, que les hace responsables de la actividad biológica. - permiten la aparición de diferentes grupos funcionales: - carboxilo -COOH - hidroxilo -OH - Carbonilo -- C=O - Amino -NH2 - Imino --NH - sulfhidrilo -SH - S y P forman enlaces de fácil hidrolización por lo que forman enlaces ricos energéticamente. Funciones. PRIMARIOS - C,H,O, constituyen la estructura básica de las moléculas orgánicas. - N, construcción de proteínas y ácidos nucleicos. - P, forma parte de los nucleótidos, coenzimas, fosfolípidos y fosfatos. - S, se encuentran en la cisteína y metionina, que conforman las proteínas, y en el Co A. SECUNDARIOS - Mg, forma parte de la clorofila, en forma iónica actúa como catalizador. - Ca, tiene función estructural ya que forma parte del esqueleto.Interviene en la contracción muscular, en la coagulación sanguínea y en la transmisión del impulso nervioso. - K, catión abundante en el interior de las células (conducción nerviosa y contracción muscular) - Na, catión abundante en el medio extracelular (conducción nerviosa, actúa como segundo mensajero y ayuda a la mineralización de los huesos) - Cl, anión que es necesaria para mantener el balance de agua en sangre y fluído intersticial. Tmb forman parte del jugo gástrico. OLIGOELEMENTOS - Fe, interviene en la síntesis de la clorofila, catalizador en reacciones químicas, en la respiración celular y en la hemoglobina que interviene en el transporte de oxígeno. - Mn, int en la fotolisis del agua y en la fotosíntesis. - I, necesario para la síntesis de la tiroxina, que interviene en el metabolismo. - F, forma parte del esmalte dentario y de los huesos. - Co, forma parte de la Vitamina B12, necesaria para la síntesis de la hemoglobina. Biomoléculas, se forman cuando los átomos se unen para formar moléculas por medio de enlaces químicos. TEMA 2: AGUA Y SALES MINERALES. El agua es una sustancia cuya molécula está formada por un átomo de O y dos de H unidos covalentemente, formando así, una biomolécula conocida como H2O. Las características de esta biomolécula: 1. Eléctricamente neutra (p+=e-) 2. Oxígeno más electronegativo, provocando su polaridad. 3. Forma puentes de hidrógeno. 4. Una molécula de H2O puede unirse a cuatro más, convirtiéndose en sólido. Las propiedades del agua: ● Elevada cohesión: fuerte unión entre moléculas. (permite la turgencia, forma esqueletos hidrostáticos, función amortiguadora en las articulaciones.) ● Elevada tensión superficial: es la fuerza resultante hacia el interior del líquido. (forma una película superficial) ● Elevada fuerza de adhesión: fuerte unión de las moléculas de agua a otras estructuras. ( capilaridad) ● Elevado calor específico: absorben una gran cantidad de calor sin elevar su temperatura. ( esponja térmica) ● Densidad anómala: máx a 4 grados (permite vida en lugares inferiores 0 grados) ● Elevado calor de vaporización: necesidad de mucho calor para pasar de estado líquido a gaseoso. ( refrigerante) ● Buen disolvente: debido a su elevada constante dialéctica. (facilita la hidrólisis, transporta sustancias, da lugar a disoluciones moleculares gracias a los puentes de hidrógeno, solvatación de iones, de compuestos polares) ● Su ionización H3O+, marca el pH de las disoluciones ( neutra=7, ácida <7, básica >7) Las funciones del agua: ● disolvente: medio para realizar reacciones químicas, transporte acuoso. ● estructural: actúa como esqueleto hidrostático, da turgencia a las plantas. ● transporte: capilaridad (ascenso savia). ● termoreguladora: tampón térmico, protege de cambios bruscos de temperatura. ● amortiguadora: gracias a su conductividad. ● refrigerante: por su alto calor de vaporización, regula la temperatura corporal. •Si la célula se encuentra en un medio hipotónico respecto al medio intracelular, entonces entra agua dentro de la misma, como consecuencia se hinchan aumentando el volumen y la presión interior( turgencia). En el caso de las células animales pueden llegar a estallar al no disponer de pared celular,(hemólisis). •Si la célula se encuentra en un medio isotónico respecto al interior de la célula el agua entra y sale en igual cantidad. TEMA 3: GLÚCIDOS. Los glúcidos son biomoléculas compuestas por C, H y O. Fórmula empírica CnH2nOn. Clasificación. ● Monosacáridos OSAS: son glúcidos formados de 3 a 7 carbonos. Se caracterizan por ser hidrolizables, simples y constituir monómeros, a partir de los cuáles se originan los demás glúcidos, Químicamente se definen como polialcoholes con una función aldehído (aldosas) o cetona (cetosas). Propiedades: - solubles en agua. - solidos cristalinos. - color blanco - sabor dulce. - poder reductor: la capacidad de ciertas biomoléculas de actuar como donadoras de electrones o receptoras de protones en reacciones metabólicas de reducción-oxidación. Grupo c=o (carbonilo) se oxida dando -cooh (ácido). - Isomería: compuestos químicos con la misma fórmula empírica pero distintas propiedades. Tipos: - Isomería de función: Los isómeros se distinguen por presentar grupos funcionales distintos. - Estereoisomería: cuando existen uno o más carbonos asimétricos La variación en la posición de los OH de los carbonos asimétricos conlleva la aparición de los isómeros. - Forma D: cuando el OH del último C asimétrico está a la derecha. - Forma L: cuando el OH del último C asimétrico está a la izquierda Dos tipos: Enantiómeros: los OH de los C asimétricos en posición opuesta (D-glucosa y L-glucosa) Epímeros: Difieren en la posición de un solo OH (D-ribosa y D-xilosa) Isomería Óptica: isómeros que desvían la luz polarizada en distinto sentido. Dextrógiros a la derecha y levógiros a la izquierda. Nomenclatura: Según el número de C: triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas y según el grupo funcional: prefijo aldo- o ceto-. Triosas: gliceraldehido - intermediarios metab Tetrosas: eritrosas- interviene en la fijación 02 Pentosa: ribosa- componente del ARNç Hexosas: glucosa, fructosa,galactosa- combustibles metabólicos. Desoxiazúcares: x reducción, se pierde OH: desoxirribosa- componente del ADN. Azúcares ácidos: x oxidación, forman -COOH. Aminoazúcares: sustitución del OH x NH2. Ciclación: Algunos monosacáridos se comportan en disolución como si tuvieran un carbono asimétrico más, se debe a que la molécula adopta una forma cíclica gracias a la formación de un enlace intramolecular entre el grupo aldehído (C1) y el penúltimo grupo alcohol (C5). Enlace hemiacetal: Entre un grupo alcohol y un aldehído. COH Enlace hemicetal: Entre un grupo alcohol y una cetona. C=O La molécula cíclica puede adquirir el aspecto de un pentágono o de un hexágono. Los monosacáridos ciclados con aspecto de pentágono reciben el nombre de Furanosas. Los monosacáridos ciclados con aspecto de hexágono reciben el nombre de Piranosas. El carbono que portaba el grupo carbonilo se convierte en un carbono asimétrico, en el que el OH puede localizarse en dos posiciones distintas: Formas α (OH abajo) y ß (OH arriba). Estos nuevos isómeros se denominan anómeros. Enlace O-glucosidico. Los monosacáridos pueden unirse entre sí mediante enlace O-glucosídico, liberándose en el proceso una molécula de agua. Resulta de la formación de un acetal entre el carbono carbonílico de un monosacárido y un grupo hidroxilo de otro monosacárido. mediante sucesivos enlaces glucosídicos, se puede unir un número ilimitado de monosacáridos para formar largas cadenas. El enlace glucosídico puede ser de dos tipos, α o β, según sea α o β la configuración del monosacárido que aporta al enlace el átomo de carbono carbonílico. Se distinguen 2 enlaces glucosídicos; monocarbonílicos, en los que sólo está implicado el carbono carbonílico de un monosacárido, y dicarbonílicos, en los que están implicados los carbonos carbonílicos de los dos monosacáridos enlazados. ● ÓSIDOS: Están formados por la unión de monosacáridos mediante un tipo de enlace llamado glucosídico. - HOLÓSIDOS: Constituidos únicamente por monosacáridos. - HETERÓSIDOS: Constituidos por monosacáridos y otro tipo de moléculas no glucídicas. 1. HOLÓSIDOS. Oligosacáridos Holósidos compuestos por un número reducido de monosacáridos (2 a 10) unidos mediante enlaces glucosídicos. Si están formados por sólo dos monosacáridos se denominan disacáridos, si lo están por tres trisacáridos y por + de 3 oligosacáridos. Propiedades: - sólidos cristalinos. - color blanco. - sabor dulce. - solubles en agua. - poder reductor. (siempre que conserven algún carbono carbonílico libre en uno de sus extremos, que se denomina extremo reductor). MALTOSA Glucosa-α(1→4)-Glucosa ---- hidrólisis del almidón y del glucógeno. CELOBIOSA Glucosa-β(1→4)-Glucosa ----- hidrólisis de la celulosa. LACTOSA Galactosa-β(1→4)-Glucosa ----- leche de los mamíferos. SACAROSA Fructosa-β(2→1)-Glucosa y Glucosa-α(1→2)-Fructosa---- producto directos de la fotosíntesis, es un disacárido no reductor debido a que ambos carbonilos actúan en enlace O-glucosídico. Polisacáridos. glúcidos formados por un número elevado de monosacáridos unidos entre sí mediante enlaces glucosídicos. Propiedades: - no cristalizan. - no tienen sabor dulce. - no poder reductor. - Aunque son hidrófilas, son poco solubles por su PM. - líquidos. - pueden aparecer enlaces dobles, que producen inclinaciones en la molécula que dificultan la formación de uniones mediante fuerzas de Van der Waals entre ellas. Monoinsaturados: Sólo presentan un doble enlace. El más importante es el oleico (18:19). Poliinsaturados: Tienen varios dobles enlaces. Linoleico (18:29,12). Los acilgliceridos. Son ésteres de la glicerina, alcohol derivado de la cetona, con los ácidos grasos. Los triacilglicéridos pueden ser simples, si contienen un sólo tipo de ácido graso, o mixtos, si contienen más de un tipo. Sebos los triacilglicéridos ricos en ácidos grasos saturados en estado sólido. (Temp ambiente) Aceites los triacilglicéridos ricos en ácidos grasos insaturados permanecen líquidos = Esterificación Reacción entre un ácido orgánico y un alcohol. Se forma un compuesto llamado éster y se libera una molécula de agua. La reacción inversa se denomina hidrólisis. Función - combustible energético, al oxidarse. - reserva de energía. - aislantes térmicos, conducen mal el calor. - amortiguadores mecánicos, absorben la energía de los golpes y, por ello, protegen estructuras sensibles o estructuras que sufren continuo rozamiento. Los céridos. Los céridos o ceras se forman al esterificarse un ácido graso de cadena larga con un monoalcohol de cadena larga. Son sólidos a temperatura ambiente y sus dos extremos hidrófobos determinan sus funciones: Impermeabilizantes y protectores. ejemplos: cera de abeja (ésteres del ácido palmítico con alcoholes de cadena larga), la lanolina (grasa de lana de oveja) y cera de cornauba (extraído de una palmera de Brasil). Los fosfolípidos. son lípidos cuya estructura se compone de uno o dos ácidos grasos, un alcohol, una molécula de ácido fosfórico y un aminoalcohol. Se caracterizan por ser anfipáticos, con una zona polar (aminoalcohol+fosfato) y una apolar (ácidos grasos). Por ello, son capaces de formar las bicapas, la parte apolar se dirige hacia el agua y la apolar hacia el interior formando las bicapas. -dicapa: apolar hacia el exterior y polar hacia el interior. -monocapa: apolar hacia el interior y polar hacia el exterior. Según su composición : fosfoglicéridos. son similares a los triacilglicéridos porque están formados por glicerina (alcohol) y dos ácidos grasos. La diferencia radica en que el tercer ácido graso es sustituido por un fosfato+compuesto polar. (glicerol-3-fosfato+ác.g.saturado+ác.g.insaturado) Gracias a la capacidad de formar estructuras en forma de bicapa son los componentes mayoritarios de las membranas celulares. fosfoesfingolípidos. Se forman por la unión de una ceramida (esfingosina + ácido graso) a una molécula de ácido fosfórico + aminoalcohol. Se encuentran en las membranas celulares, sobre todo en las de las neuronas (esfingomielinas). Glucoesfingolípidos. Dentro de los esfingolípidos se encuentran un grupo de glucolípidos de especial importancia. Están compuestos por una parte glucídica (monosacárido u oligosacárido) unida mediante enlace O-glucosídico a una ceramida. No contienen ácido fosfórico. Cerebrósidos, formados por un azúcar sencillo (glucosa o galactosa). Gangliósidos, formados por un azúcar más complejo, -determinantes de los grupos sanguíneos humanos. -componen las membranas celulares. Terpenos. Los terpenos son derivados del isopreno, debido a que se forman por la unión de estos, originando estructuras que pueden ser lineales o cíclicas. - intervienen en la recepción de estímulos lumínicos o químicos, por ello son abundantes en los vegetales. Los esteroides. son derivados del esterano. Esta molécula origina moléculas tales como colesterol, vitamina D, ácidos biliares, progesterona, testosterona, estrógenos, aldosterona o cortisol. Todas ellas son esenciales para el funcionamiento de nuestro metabolismo. El colesterol El colesterol es un esterol que desempeña importantes funciones biológicas en las células animales. Funciones: - componen las membranas celulares. - precursor de: - Hormonas sexuales como la testosterona (hormona sexual masculina), el estradiol (hormona sexual femenina), y la progesterona (hormona progestágena). - Hormonas adrenocorticales como la aldosterona y el cortisol, que regulan diferentes aspectos del metabolismo. - Ácidos biliares, principales componentes de la bilis, cuya función es emulsionar las grasas en el intestino delgado para facilitar la acción de las lipasas. - Vitamina D, que regula el metabolismo del fósforo y del calcio. ● Terciaria: representada por los superplegamientos y enrollamientos de la estructura secundaria, constituyendo formas tridimensionales geométricas muy complicadas que se mantienen por enlaces fuertes y débiles. A la estructura terciaria se la denomina conformación y se distinguen dos tipos: ○ Conformación globular: La estructura secundaria se pliega y adopta una forma tridimensional compacta más o menos esférica. Proteínas solubles en agua MIOGLOBINA ○ Conformación fibrosa: La estructura secundaria no se pliega y la proteína tiene una forma alargada. Proteínas insolubles idóneas para realizar funciones estructurales. COLÁGENO ● Cuaternaria:representada por el acoplamiento de varias cadenas polipeptídicas, iguales o diferentes, con estructuras terciarias (protómeros) que quedan autoensambladas por enlaces débiles, no covalentes. Solo la presentan las proteínas oligoméricas como la hemoglobina. Propiedades. Dependen de las propiedades del grupo radical que se le una. - Solubilidad: los radicales de los aminoácidos permiten a las proteínas interaccionar con el agua. Sí abundan radicales hidrófobos, la proteína será poco o nada soluble en agua. Si predominan los radicales hidrófilos, la proteína será soluble en agua. Las proteínas son solubles en agua cuando adoptan una conformación globular. - Capacidad amortiguadora: Las proteínas tienen un comportamiento anfótero y esto las hace capaces de neutralizar las variaciones de pH del medio, ya que pueden comportarse como un ácido o una base y por tanto liberar o retirar protones (H+) del medio donde se encuentran. - Especificidad: se refiere a que cada una de las especies de seres vivos es capaz de fabricar sus propias proteínas (diferentes de las de otras especies) y, aún, dentro de una misma especie hay diferencias proteicas entre los distintos individuos. - Desnaturalización: La desnaturalización de una proteína se refiere a la ruptura de los enlaces que mantenían sus estructuras cuaternaria, terciaria y secundaria conservándose solamente la primaria. Los agentes que pueden desnaturalizar a una proteína pueden ser: calor excesivo; sustancias que modifican el pH; alteraciones en la concentración; alta salinidad; agitación molecular;etc... El efecto más visible de éste fenómeno es que las proteínas se hacen menos solubles o insolubles y que pierden su actividad biológica. Si el cambio de estructura es reversible, el proceso se llama renaturalización. Funciones. ● Estructural. Glucoproteínas forman parte de las membranas celulares, actúan como receptores o facilitan el transporte de sustancias. Histonas, forman parte de los cromosomas. Colágeno del tejido conjuntivo fibroso. ● Enzimática. Las proteínas con función enzimática son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores. ● Hormonal. Insulina y glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre) ● Reguladora. Algunas proteínas regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular (como la ciclina). ● Homeostática. Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores ● Defensiva. Las inmunoglobulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos. Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas. ● Transporte. La hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados. La hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados. La mioglobina transporta oxígeno en los músculos. ● Contráctil. La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular. ● De reserva. La caseína de la leche y la ovoalbúmina de la clara de huevo. La clasificación. Las holoproteínas están constituidas exclusivamente por aa, mientras que las heteroproteínas presentan una parte proteica unida covalentemente a otra de naturaleza distinta y que recibe el nombre de grupo prostético. TEMA 6: ÁCIDOS NUCLEICOS. Los ácidos nucleicos son biomoléculas de elevado PM, compuestas por C, H, O, N y P. Se forman por la polimerización de unas subunidades denominadas nucleótidos. Según composición se distinguen dos tipos: ADN y ARN. Son las moléculas encargadas de almacenar, transmitir y expresar la información genética. Nucleótidos. Son ésteres fosfóricos de los nucleósidos, se componen por la asociación de una base nitrogenada, una pentosa y una molécula de ácido fosfórico (H3PO4). - Bases nitrogenadas. 2 tipos: - púricas. derivadas de la purina. - adenina y guanina. - pirimidínicas, derivadas de la pirimidina. - citosina, timina (ADN) y uracilo (ARN) - Pentosa: Monosacáridos ciclados de 5 carbonos (aldopentosas). Pueden ser de dos tipos: ribosa (β-D-ribofuranosa), en los nucleótidos del ARN y desoxirribosa (β-D-2- desoxirribofuranosa), en los nucleótidos del ADN. - El ácido fosfórico: Se encuentra en forma de ión fosfato (PO43 -). Los nucleótidos resultan de la esterificación (mediante un enlace fosfoéster) de la pentosa de un nucleósido con una molécula de ácido fosfórico, liberando agua. --- Ribonucleótidos y desoxirribonucleótidos. Funciones de los nucleótidos: - función energética, debido a que los enlaces que unen los grupos fosfoéster son ricos en energía. EJ: nucleótidos trifosfato como el GTP, CTP, UTP, y ATP. - función coenzimática, algunos nucleótidos o sus derivados pueden actuar como coenzimas. EJ: NAD (dinucleótido de nicotinamida y adenina), NADP (fosfato del dinucleótido de nicotinamida y adenina), FAD(flavín-adenín-dinucleótido), FMN (flavín mononucleótido) y el coenzima A. - función mediadora, debido a que actúan como mediadores en determinados procesos hormonales, transmitiendo al citoplasma celular señales químicas procedentes del exterior. Nucleósidos. Un nucleósido es una molécula monomérica orgánica que resultan de la unión covalente entre una base nitrogenada con una pentosa que puede ser ribosa o desoxirribosa. Está unión se debe gracias al enlace N-Glucosídico. La unión se realiza mediante un enlace N-glucosídico entre el átomo de carbono carbonílico de la pentosa (carbono 1') y uno de los átomos de nitrógeno de la base nitrogenada, el de la posición 1 si ésta es pirimídica o el de la posición 9 si ésta es púrica. El enlace es una variante del O-glucosídico, que se forma cuando un hemiacetal o hemicetal intramolecular reacciona con una amina, liberándose una molécula de agua. Unión entre nucleótidos, el enlace fosfodiéster. la unión entre las sucesivas unidades nucleotídicas se realiza mediante enlaces tipo éster- fosfato que resultan de la reacción entre el ácido fosfórico unido al carbono 5' de la pentosa de un nucleótido y el hidroxilo del carbono 3' de la pentosa de otro nucleótido. Mediante este enlace se puede formar largas cadenas lineales que siempre tendrán en un extremo un grupo 5' fosfato libre y en el otro un grupo hidroxilo 3' libre. ADN (ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO) El ácido desoxirribonucleico o ADN es un polímero lineal de nucleótidos cuya pentosa es la El núcleo. Es el orgánulo principal de la célula eucariótica. Su función principal es la replicación y transcripción de los ácidos nucleicos. También, almacena la información genética, en el ADN de cloroplastos (5- 10%) y mitocondrias (2-5%). Es el que determinar qué proteínas enzimáticas deben ser producidas por la célula y en qué momento. El control se ejerce a través del ARN mensajero. El ARN mensajero, que se sintetiza por transcripción del ADN, lleva la información a los ribosomas, en el citoplasma, donde tiene lugar la síntesis de proteínas enzimáticas que controlan los procesos metabólicos. Su tamaño oscila entre 5 y 25 μm y puede encontrarse de dos formas: 1. Estructura del núcleo interfásico. La interfase es la etapa de mayor actividad metabólica. En interfase se pueden observar en el núcleo: una envoltura nuclear y una matriz nuclear o nucleoplasma en cuyo seno se encuentra la cromatina y el nucléolo. - La envoltura nuclear es una diferenciación local del RE, y está conectada con él, de manera que el espacio perinuclear se continúa con el lumen de las cisternas del RE. La membrana nuclear externa presenta ribosomas adosados, como el RER. La membrana nuclear interna presenta, en la cara nucleoplásmica una capa delgada de proteínas, la lámina nuclear. Funciones de la envoltura nuclear • Protege el material genético de las enzimas del citoplasma y de los movimientos del citoesqueleto. • Separa el proceso de transcripción y maduración de ARN, que se realiza en el núcleo, de la traducción que se da en el citoplasma. • Regula el tráfico bidireccional de sustancias a través de los poros. • La lámina nuclear es fundamental para la formación de los cromosomas y desensamblaje de la envoltura durante la división, como para la formación de la nueva envoltura tras acabar la división. - poros, estructuras complejas y dinámicas que constan de un anillo constituido por ocho partículas proteicas de unos 20 nm dispuestas en octógonos (nucleoporinas). Asociado a las partículas está el diafragma, que disminuye la luz del poro. Entre el anillo y el poro circular o poligonal hay un sistema de fibrillas. Los poros son canales acuosos que permiten la circulación libre de moléculas hidrosolubles y regulan mecanismos de transporte activo para las macromoléculas o moléculas hidrófobas. - nucleoplasma medio interno del núcleo, en el que se hallan suspendidos los restantes componentes del núcleo, el nucléolo y la cromatina. - nucléolo, es un corpúsculo esférico, denso y de aspecto granular, con alto contenido de ARN y proteínas. En él se sintetiza el ARN ribosómico que se ensambla a continuación con las proteínas ribosómicas sintetizadas en el citoplasma, para dar lugar a los ribosomas y a sus subunidades. El nucléolo desaparece en la profase de la mitosis. - cromatina, es una sustancia de aspecto fibroso que se encuentra dispersa por todo el nucleoplasma y se tiñe intensamente con colorantes básicos. Se compone de ADN y histonas. Es el componente principal del núcleo: en ella se encuentra almacenada la información genética que gobierna todos los procesos celulares. Su condensación: Primer nivel de condensación: Fibra de 10 nm o collar de perlas. El ADN se encuentra compactado en el núcleo. Un primer nivel de condensación se forma gracias a la unión de histonas, a manera de un collar de perlas: el ADN rodea un núcleo compuesto por ocho histonas. Este núcleo más el ADN espaciador se denomina nucleosoma. Cada nucleosoma contiene un pedazo de ADN de 146 nucleótidos más ocho histonas. El ADN da 1,75 vueltas sobre el octámero. El ADN da 1,75 vueltas sobre el octámero. Los dos extremos de la fibra coinciden en el mismo lugar de salida y allí se asocian a la histona H1. Entre nucleosoma y nucleosoma queda un ADN espaciador o linker. Segundo nivel de condensación: Fibra de 30 nm o solenoide. La fibra de 10 nm se enrolla gracias a la histona H1 originando una estructura más condensada denominada solenoide. Otros niveles de condensación. La fibra de 30 nm se pliega formando bucles o asas radiales. 6 bucles forman un rosetón y 30 rosetones en espiral forman un rodillo. El cromosoma (grado de condensación máximo) sería una sucesión de rodillos. Funciones de la cromatina: Proporcionar la información genética necesaria para la síntesis del ARN. Conservar y transmitir la información genética contenida en el ADN. 1. Estructura del núcleo en división. 1. El nucléolo desaparece. 2. La envoltura nuclear se desintegra. 3. El contenido nuclear se libera al citoplasma. 4. La cromatina se condensa y forma los cromosomas. Los cromosomas. escinden y dan lugar a dos cromosomas hijos. La división de los centrómeros marca el final de la metafase. - Anafase-. Los cromosomas hijos (cromátidas hermanas), se van desplazando progresivamente desde la placa ecuatorial hacia polos opuestos de la célula arrastrados por los microtúbulos cinetocóricos. Se forman así dos grupos idénticos de cromosomas hijos cada uno de los cuales se dirige hacia un polo opuesto del huso mitótico. El mecanismo en el que se basa es la polimerización y despolimerización de las subunidades de tubulina que forman los microtúbulos del huso mitótico. Hacia el final de la anafase los cromosomas hijos alcanzan los polos opuestos del huso mitótico situándose en la inmediaciones de los respectivos centrosomas hijos. - Telofase.- Los dos grupos de cromosomas hijos que se han constituido durante la anafase van a dar lugar ahora a los núcleos de las futuras células hijas. Los acontecimientos que tienen lugar durante la telofase son similares a los de la profase, pero transcurren en sentido inverso. Citocinesis en células animales. se forma un anillo contráctil de filamentos de actina y miosina, se sitúa a la altura del plano ecuatorial. Al contraerse, provoca un surco de segmentación, que ha medida que el anillo se estrecha va aumentando y dividiendo el citoplasma. Al final, el surco es tan profundo que se separa completamente el citoplasma dando lugar a dos células hijas. Citocinesis en células vegetales. Debido a la pared celular la célula vegetal no puede sufrir estrangulamiento, con lo que su división consiste en la formación de un tabique (fragmoplasto) gracias a las vesículas del aparato de golgi, que se van alineando en el plano ecuatorial. Significado biológico de la mitosis. - A nivel genético representa un sistema de reparto equitativo e idéntico de la información genética. - A nivel celular la mitosis permite la perpetuación de una estirpe celular y la formación clones celulares. - A nivel orgánico la mitosis permite el crecimiento y desarrollo de los tejidos y de los órganos de los seres pluricelulares así como la reparación y regeneración de los mismos. 2. MEIOSIS. En la meiosis, el núcleo de la célula madre, con una dotación cromosómica diploide (2n), se divide para dar lugar a dos núcleos hijos con una dotación cromosómica haploide (n). Dicho de otro modo, la reducción del número de cromosomas que conlleva la meiosis no se realiza al azar, sino que cada uno de los núcleos hijos recibe uno de los miembros de cada par de cromosomas homólogos. Los cromosomas homólogos son pares de cromosomas que contienen información genética relativa a los mismos caracteres y que provienen cada uno de un gameto diferente. Así, los núcleos hijos que resultan de la meiosis reciben un juego completo de cromosomas con toda la información genética propia de la especie. PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA. Es la más larga y compleja. En ella se producen tres acontecimientos importantes: - Apareamiento de cromosomas homólogos - Recombinación genética - Segregación de los cromosomas homólogos PROFASE I La profase de la primera división meiótica, denominada profase I, es más larga y compleja que la de la división mitótica. 1. LEPTOTENO comienza la condensación de los cromosomas, que ya están divididos l en dos cromátidas. 2. ZIGOTENO se inicia con el emparejamiento de los cromosomas homólogos mediante sinapsis; que se establece "gen a gen", formando una estructura de 2 cromosomas con 4 cromátidas conocida como tétrada. 3. PAQUITENO en las tétradas ocurre el proceso de sobrecruzamiento, intercambio de fragmentos mediante roturas y posteriores reparaciones de los filamentos de ADN de las cromátidas hermanas. Reúne información genética de ambos progenitores y constituye las bases de la variabilidad genética. 4. DIPLOTENO comienza la separación de los cromosomas homólogos que quedan unidos en su separación progresiva por los quiasmas (lugares en los que se ha producido un entrecruzamiento en la fase anterior) 5. DIACINESIS los cromosomas ya totalmente condensados, unidos por los quiasmas y distinguidos perfectamente. En esta fase se rompe la envoltura nuclear y los cromosomas interactúan con los cinetocoros, que se han ido formando. METAFASE I los cromosomas emigran hacia el plano ecuatorial de la célula dando lugar a la placa metafásica, que, a diferencia de lo que ocurre en la mitosis, está formada por pares de cromosomas homólogos y no por cromosomas individuales. Hacia el final de la metafase desaparecen los últimos quiasmas. ANAFASE I se separan definitivamente los pares de cromosomas homólogos, siendo los dos miembros de cada par arrastrados, debido a la tracción ejercida por los microtúbulos cinetocóricos, hacia polos opuestos del huso acromático. Se forman así, en las inmediaciones de los respectivos centrosomas hijos, dos grupos de cromosomas hijos cada uno de los cuales incluye una dotación haploide completa. Se diferencia de la anafase mitótica en que en ésta se separan cromátidas hermanas, no cromosomas homólogos. TELOFASE I abarca la descondensación de los cromosomas, la desaparición del huso acromático y la reconstrucción de las envolturas nucleares para dar lugar a los dos núcleos hijos. Con la citocinesis, que sigue a la telofase I, culmina la primera división meiótica. En la segunda división meiótica, es similar a la mitosis, se diferencian únicamente en que da lugar a 4 células hijas haploides. Significado biológico. - A nivel genético, es una fuente de variabilidad gracias al sobrecruzamiento. - A nivel celular, produce una reducción del juego de cromosomos. - A nivel orgánico, sirve para la formación de gametos y esporas. REPLICACIÓN DEL ADN. Proceso por el que el ADN se duplica, dando lugar a dos copias idénticas de él. Es semiconservativo, pues se obtienen dos moléculas de DNA hijas, formadas ambas RECEPTORA. debido algunas proteínas son receptoras de sustancias hormonales. La proteína receptora va a liberar en el interior de la célula una molécula orgánica: el mediador hormonal. Esta sustancia va a actuar regulando ciertos aspectos del metabolismo celular. RECONOCIMIENTO. gracias a las glicoproteínas de la cara externa de la membrana que van a reconocer las células que son del propio organismo diferenciándolas de las extrañas a él por las glicoproteínas de la membrana. TRANSPORTE SIN DEFORMACIÓN DE LA MEMBRANA Las moléculas pequeñas o los iones pueden atravesar la membrana sin necesidad de que ésta sufra alteraciones en su estructura. Este proceso puede ser un transporte pasivo (sin consumo de energía) o activo (requiere energía). 1. TRANSPORTE PASIVO: Se produce a favor de gradiente de concentración. Las moléculas atravesarán la membrana de la parte más concentrada a la menos concentrada. a. Difusión simple: Cualquier molécula hidrófoba, polares, pequeña y sin carga puede atravesar la membrana. b. Difusión facilitada: Las moléculas grandes o los iones necesitan la ayuda de proteínas transmembrana. • Proteínas transportadoras, permeasas o Carriers: Transportan glúcidos, aminoácidos y nucleósidos. Se unen en un lado de la membrana a la molécula que deben transportar, sufren un cambio conformacional y liberan la molécula al otro lado. Se trata de un transporte selectivo, ya que los centros de unión de cada transportador son específicos para una molécula concreta. • Proteínas canal: Forman un canal a través de la membrana. Pasan así ciertos iones, como el Na+, el K+ y el Ca2+. Es un mecanismo rápido pero menos selectivo que el anterior. 2. TRANSPORTE ACTIVO: Transporte en contra del gradiente de concentración. Las células lo utilizan para mantener su composición. Requiere energía que es proporcionada por una reacción acoplada (hidrólisis de ATP). Lo realizan proteínas transmembrana, gracias a cambios conformacionales controlados por la hidrólisis de ATP, que pasan sustancias del lado menos concentrado al más concentrado. Este tipo de proteínas reciben el nombre de “bombas”. la bomba de Na+/K+, la bomba de Ca2+, y la bomba de H+. TRANSPORTE CON DEFORMACIÓN DE LA MEMBRANA La entrada y salida de macromoléculas, partículas e incluso otras células o partes de ellas sólo es posible mediante mecanismos que implican que la membrana se deforme, ya que su gran tamaño impide el paso a través de la bicapa lipídica por los mecanismos citados anteriormente. 1. ENDOCITOSIS: Entrada de materiales en la célula rodeados por una porción de membrana plasmática. Este tipo de transporte puede ser de gran importancia en ciertas células, como por ejemplo, en los macrófagos y en las amebas. Distinguiremos dos tipos de endocitosis: la fagocitosis y la pinocitosis. a. Fagocitosis: Es la ingestión de grandes partículas sólidas (bacterias, restos celulares) por medio de pseudópodos. Los pseudópodos son grandes evaginaciones de la membrana plasmática que envuelven a la partícula. b. Pinocitosis: Es la ingestión de sustancias disueltas en forma de pequeñas gotitas líquidas que atraviesan la membrana al invaginarse ésta. Se forman así pequeñas vesículas pinocíticas que pueden reunirse formando vesículas de mayor tamaño. 2. EXOCITOSIS: Salida de materiales de la célula envueltos por una porción de membrana plasmática. Permite expulsar materiales de gran tamaño que se envuelven en vesículas en el Aparato de Golgi. Las vesículas se fusionan con la membrana plasmática y vierten su contenido al exterior. 3. TRANSCITOSIS: Sistema de transporte a través del citoplasma. Las vesículas formadas por endocitosis atraviesan el citoplasma y liberan su contenido al otro lado de la célula por exocitosis.