Download Diapositiva 1 - preunac aula 09

Curso de
Biología
Prof. Laura Mendoza Torres
UNA MONTAÑA
SE SUBE PASO A
PASO A LA VEZ
Hoy puedo empezar mi
jornada a mi meta, con
mi primer paso
1665:
Roberta
Hooke
publicó los resultados de sus
observaciones sobre tejidos
vegetales, como el corcho,
realizadas
con
un
microscopio de 50 aumentos
construido por él mismo. Este
investigador fue el primero
que, al ver en esos tejidos
unidades que se repetían a
modo de celdillas de un
panal, las bautizó como
elementos de repetición,
«células» (del latín cellulae,
celdillas). Pero Hooke sólo
pudo
observar
células
muertas por lo que no pudo
describir las estructuras de
su interior.
Robert Hooke, quien acuñó el
término «célula».
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
1670: Anton Van Leeuwenhoek, observó diversas células eucariotas (como
protozoos y espermatozoides) y procariotas (bacterias).
1830: Theodor Schwann estudió la célula animal; junto con Matthias
Schleiden postularon que las células son las unidades elementales en la
formación de las plantas y animales, y que son la base fundamental del
proceso vital.
1831: Robert Brown describió el núcleo celular.
1839: Purkinje observó el citoplasma celular.
1850: Rudolf Virchow postuló que todas las células provienen de otras
células.
1857: Kölliker identificó las mitocondrias.
1860: Pasteur realizó multitud de estudios sobre el metabolismo de
levaduras y sobre la asepsia.
1880: August Weismann descubrió que las células actuales comparten
similitud estructural y molecular con células de tiempos remotos.
1931: Ernst Ruska construyó el primer microscopio electrónico de
transmisión en la Universidad de Berlín. Cuatro años más tarde, obtuvo un
poder de resolución doble a la del microscopio óptico.
1981: Lynn Margulis publica su hipótesis sobre la endosimbiosis serial, que
explica el origen de la célula eucariota
LA TEORÍA CELULAR
• Propuesta en 1839 por Matthias Jakob
Schleiden y Theodor Schwann, postula que
todos los organismos están compuestos por
células, y que todas las células derivan de otras
precedentes. De este modo, todas las funciones
vitales emanan de la maquinaria celular y de la
interacción entre células adyacentes; además,
la tenencia de la información genética, base de
la herencia, en su ADN permite la transmisión
de aquélla de generación en generación.
TIPOS DE CÉLULARES
• Existen dos grandes tipos celulares:
• Procariotas (que comprenden las células
de arqueas y bacterias)
• Eucariotas (divididas tradicionalmente en
animales y vegetales, si bien se incluyen
además hongos y protistas, que también
tienen células con propiedades
características).
CÉLULA PROCARIOTICA
Las bacterias
• La mayoría de sus representantes son heterótrofas, pero también
hay algunas autótrofas Existen también bacterias aerobias , el
requisito de anaerobios, que no pueden vivir en presencia de
oxígeno, y anaerobios facultativos, que pueden vivir tanto en
ambientes oxigenados como en ambientes no oxigenados.
• La forma física de las bacterias pueden ser de cuatro tipos: cocos,
bacilos, vibriones y espirilos. Los cocos pueden unirse y formar
colonias. Grupos de dos cocos forman diplococos, alineados forman
estreptococos y en grupos forman una infección de estafilococos
CÉLULA PROCARIOTICA
• Un mesosóma es una invaginación de la membrana
plasmática, es el Sitio de anclaje del nucleoide
bacteriano para empezar la duplicación del ADN y a
demás, participa en la formación del septo bacteriano
(tabique que separa a las bacterias que se dividieron)
• Los plásmidos son moléculas de ADN extra
cromosómico circular o lineal que se replican y
transcriben independientes del ADN cromosómico.
Están presentes normalmente en bacterias, y en
algunas ocasiones en organismos eucariotas como las
levaduras
CARACTERÍSTICAS
FUNCIONALES
Las células vivas son un sistema bioquímico complejo. Las características que permiten
diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son:
•Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra,
liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.
•Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis.
•Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso
llamado diferenciación celular. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas
sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban
dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las
células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la
dispersión o la supervivencia.
•Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio
externo como de su interior y,. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar
o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros
químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres
pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de
señales.
•Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas
Diferencias entre la célula
eucariota vegetal y animal
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
La célula eucariota vegetal
Utiliza la materia inorgánica para sintetizar compuestos orgánicos.
Aprovecha la energía lumínica para que tenga lugar el proceso anterior.
Utiliza después la energía química de las moléculas orgánicas que ella ha
sintetizado.
Desarrolla un proceso de nutrición autótrofa.
Presenta pared celular.
Contiene plastos.
Tiene mayor número de vacuolas
La célula eucariota animal
No puede sintetizar moléculas orgánicas a partir de moléculas inorgánicas.
No aprovecha la energía lumínica en la síntesis de moléculas orgánicas.
Depende de las moléculas orgánicas que toma del exterior y de la energía química
que estas contienen.
Desarrolla un proceso de nutrición heterótrofa.
Tiene mayor número de lisosomas.
Presenta centriolos.
CITOPLASMA
•
•
•
•
•
•
•
El citoplasma es un medio acuoso, de apariencia viscosa, en donde están
disueltas muchas sustancias alimenticias. En este medio encontramos
pequeñas estructuras que se comportan como órganos de la célula, y que
se llaman organelos. Algunos de éstos son:
Los ribosomas, que realizan la síntesis de sustancias llamadas proteínas.
Las mitocondrias, consideradas como las centrales energéticas de la
célula. Emplean el oxígeno, por lo que se dice que realizan la respiración
celular.
Los lisosomas, que realizan la digestión de las sustancias ingeridas por la
célula.
Las vacuolas, que son bolsas usadas por la célula para almacenar agua y
otras sustancias que toma del medio o que produce ella misma.
Los cloroplastos, que son típìcos de las células vegetales y que llevan a
cabo el proceso de la fotosíntesis.
Toda la porción citoplasmática que carece de estructura y constituye la
parte líquida del citoplasma, recibe el nombre de citosol por su aspecto
fluido. En él se encuentran las moléculas necesarias para el mantenimiento
celular.
EL NUCLEO
El núcleo es un orgánulo característico
de las células eucariotas. El material
genético de la célula se encuentra
dentro del núcleo en forma de
cromatina
Delimitado por una doble membrana
que contiene cromatina constituida por
ADN.
MEMBRANA CELULAR
Esquema de una membrana celular. Se observa la bicapa de
fosfolípidos, las proteínas y otras moléculas asociadas que permiten
las funciones inherentes a esta organela. Semipermeable
Pared Celular
• Una de las características más sobresalientes de la célula vegetal
es la presencia de una pared celular, que posee diferentes
funciones. La pared celular protege los contenidos de la célula y da
rigidez a la estructura y provee de un medio poroso para circulación
y distribución de agua y minerales y otras pequeñas moléculas
nutrientes. además de contener moléculas especializadas que
regulan el crecimiento de la planta y la protegen de enfermedades.
La principal sustancia que compone la pared celular es un
carbohidrato, la celulosa formado por miles de moléculas de
glucosa.
Plasmodesmos:
Función de los cloroplastos
• La más importante función realizada por los cloroplastos
es la fotosíntesis, proceso en la que la materia
inorgánica es transformada en materia orgánica (fase
oscura) empleando la energía bioquímica (ATP)
obtenida por medio de la energía solar, a través de los
pigmentos fotosintéticos y la cadena transportadora de
electrones de los tilacoides (fase luminosa). Otras vías
metabólicas de vital importancia que se realizan en el
estroma, son la biosíntesis de proteínas y la replicación
del ADN.
LAS MITOCONDRIAS
Son orgánulos de aspecto, número y tamaño
variable que intervienen en el ciclo de Krebs,
fosforilación oxidativa y en la cadena de
transporte de electrones de la respiración. En
su interior posee generalmente una sola
molécula de ADN, el genoma mitocondrial,
típicamente circular, así como ribosomas más
semejantes a los bacterianos que a los
eucariotas. Según la teoría endosimbiótica, se
asume que la primera protomitocondria era un
tipo de proteobacteria.
RETICULO ENDOPLASMÁTICO
Se pueden distinguir dos tipos de retículo:
El Retículo endoplasmático rugoso (R.E.R.), presenta ribosomas unidos a su
membrana. En él se realiza la síntesis protéica. Las proteínas sintetizadas por los
ribosomas, pasan al lúmen del retículo y aquí maduran hasta ser exportadas a su
destino definitivo.
El Retículo endoplasmático liso (R.E.L.), carece de ribosomas y está formado por
túbulos ramificados y pequeñas vesículas esféricas. En este retículo se realiza la
síntesis de lípidos. En el reticulo de las células del hígado tiene lugar la
detoxificación, que consiste en modificar a una droga o metabolito insoluble en
agua,en soluble en agua, para así eliminar dichas sustancias por la orina
LOS PEROXISOMAS
Son orgánulos citoplasmáticos muy
comunes en forma de vesículas que
contienen oxidasas y catalasas. Estas
enzimas
cumplen
funciones
de
detoxificación celular( TIENE UN PAPEL
ENSENCIAL EN EL METAVOLISMO
LIPÍDICO). Como todos los orgánulos,
los peroxisomas solo se encuentran en
células eucariontes.
LISOSOMA
• Los lisosomas tienen una estructura muy
sencilla, semejantes a vacuolas, rodeados
solamente por una membrana, contienen
gran cantidad de enzimas digestivas que
degradan todas las moléculas inservibles
para la célula.
• Los lisosomas se forman a partir del
Retículo
endoplásmico
rugoso
y
posteriormente
las
enzimas
son
empaquetadas por el Complejo de Golgi
• Son vesículas englobadas por una
membrana que se forman en la aparato de
Golgi y que contienen un gran número de
enzimas
digestivas
(hidrolíticas
y
proteolíticas) capaces de romper una gran
variedad de moléculas. La carencia de
algunas de estas enzimas puede ocasionar
enfermedades
metabólicas
como
la
enfermedad de Tay-Sachs
• Las enzimas proteolíticas funcionan mejor a
pH menores de 5.0.
El aparato de Golgi
• Se compone de una serie de estructuras denominadas
sáculos. Éstas se agrupan en número variable,
habitualmente de 4 a 8, formando el dictiosoma
• Empaca proteínas sintetizadas, para secreción junto con
el retículo endoplasmico; forma lisosomas, secreta
lípidos, sintetiza carbohidratos, combina carbohidratos
con proteínas, para formar glucoproteínas para la
secreción.
• Las principales funciones del aparato de Golgi vienen a ser las
siguientes:
• Modificación de sustancias sintetizadas en el RER
• Secreción celular
• Producción de membrana plasmática
• Formación de los lisosomas primarios
Glucocálix
La membrana celular de las células eucariotas está recubierta en su cara
externa por una capa laxa de oligosacáridos y polisacáridos denominada
glucocálix. Estos glúcidos pueden presentarse unidos covalentemente a
lípidos (formando glucolípidos) o a proteínas (formando glucoproteínas), pero
en todos los casos se sitúan en la superficie exterior de la membrana.
Los monosacáridos constitutivos más importantes son: glucosa, manosa,
galactosa, N-acetilglucosamina y N-acetilgalactosamina.
En el exterior del glucocálix se sitúa una capa secretada por la célula, formada
por colágeno, elastina y otras proteínas, que
se denomina matriz extracelular. Un tipo especial, rico en colágeno, es la
lámina basal a la que se unen las células epiteliales.
Funciones del glucocálix
•
•
•
•
•
•
•
Protección: amortigua la membrana citoplasmática y la protege contra lesiones
físicas y químicas.
Inmunidad a la infección: permite al sistema inmunitario reconocer y atacar
selectivamente a organismos extraños.
Defensa contra el cáncer: los cambios en el glucocálix de las células cancerosas
permiten al sistema inmunitario reconocerlas y destruirlas.
Compatibilidad de los trasplantes: forma la base para la compatibilidad de las
transfusiones de sangre, del tejido injertado y de los trasplantes de órganos, ya que
es el que responde y hace posible el reconocimiento de las celulas compatibles para
adicionar un tejido, organo,etc a el cuerpo de algun ser vivo.
Adherencia celular: fija a las células que forman parte de los tejidos.
Fertilización: permite al esperma reconocer y unirse a los óvulos.
Desarrollo embrionario: guía las células embrionarias a sus destinos en el cuerpo
• Las enzimas, un tipo de proteínas
implicadas en el metabolismo celular
El metabolismo
• Es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos
físico-químicos que ocurren en una célula y en el
organismo. Estos complejos procesos interrelacionados
son la base de la vida a escala molecular, y permiten las
diversas actividades de las células: crecer, reproducirse,
mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.
METABOLISMO
• El metabolismo se divide en dos procesos conjugados: catabolismo
y anabolismo.
• Las reacciones catabólicas liberan energía; un ejemplo es la
glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la
glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía
retenida en sus enlaces químicos.
• Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esta energía
liberada para recomponer enlaces químicos y construir
componentes de las células como lo son las proteínas y los ácidos
nucleicos. El catabolismo y el anabolismo son procesos acoplados
que hacen al metabolismo en conjunto, puesto que cada uno
depende del otro.
EL CONTROL DE LAS REACCIONES
CELULARES
• Una reacción endergónica es una reacción química que
necesita o utiliza energía. En las plantas, se necesita
energía de la luz para producir alimento; por lo tanto, la
producción de alimento en las plantas es una reacción
endergónica.
•
A una reacción que libera energía se conoce como
una reacción exergónica. Muy a menudo, la energía se
libera en forma de calor; en las células, las reacciones
exergónicas suplen la energía para llevar a cabo las
actividades de la célula.
• Enzimas
EJEMPLOS DE
METABOLISMO
• La glucosa y la fructosa se unen, enlazándose a través de un átomo
de oxígeno. Y forman la sacarosa. Esta es una reacción anabólica y
como se elimina agua, a esta reacción se le conoce como síntesis
por deshidratación
• Los polisacáridos y las proteínas se sintetizan por la reacción de
síntesis por deshidratación.
• El disacárido maltosa al agregarle agua se descompone en dos
moléculas de glucosa. Esto forma parte del proceso llamado
catabolismo y la reacción específica se le conoce con el nombre de
hidrólisis.
TRANSPORTE ACTIVO
La célula utiliza ATP como
fuente de energía para
ayudar a las moléculas a
atravesar la membrana, a
través
de
proteínas
translocadoras.
TRANSPORTE PASIVO
No
se
requiere
energía para que la
sustancia cruce la
membrana
plasmática.
Los
mecanismos
de
transporte pasivo son:
difusión
simple, osmosis, ultra
filtración , difusión
facilitada.
PLANTAS TROPICALES
Los metabolitos primarios
se caracterizan por:
Tener
una
función
metabólica
directa.
Ser
compuestos
esenciales intermedios en
las vías catabólica y
anabólica.
Encontrarse en todas las
plantas.
Tratarse
carbohidratos,
proteínas,
nucleicos o
de
lípidos,
ácidos
clorofilas.
FASES DE LA FOTOSINTESIS
• El fotosistema I usa la
clorofila a en una forma
denominada P700.
• El Fotosistema II usa una
forma
de
clorofila
conocida como P680.
Ambas formas "activas"
de la clorofila a funcionan
en la fotosíntesis debido a
su relación con las
proteínas de la membrana
tilacoide.
La fotofosforilación es el
proceso de conversión de la
energía
del
electrón
excitado por la luz, en un
enlace pirofosfato de una
molécula de ADP. Esto
ocurre
cuando
los
electrones del agua son
excitados por la luz en
presencia de P680. La
transferencia de energía es
similar
al
transporte
quimiosmótico
de
electrones que ocurre en la
mitocondria.
Fotofosforilación acíclica
(oxigénica)
•
•
•
El proceso de la fase luminosa, supuesto para dos electrones, es el
siguiente: Los fotones inciden sobre el fotosistema II, excitando y liberando
dos electrones, que pasan al primer aceptor de electrones, la feofitina. Los
electrones los repone el primer dador de electrones, el dador Z, con los
electrones procedentes de la fotólisis del agua en el interior del tilacoide (la
molécula de agua se divide en 2H+ + 2e- + 1/2O2). Los protones de la
fotólisis se acumulan en el interior del tilacoide, y el oxígeno es liberado
Los electrones de los citocromos pasan a la plastocianina, que los cede a
su vez al fotosistema I. Con la energía de la luz, los electrones son de
nuevo liberados y captados por el aceptor A0. De ahí pasan a través de una
serie de filoquinonas hasta llegar a la ferredoxina. Ésta molécula los cede a
la enzima NADP+-reductasa, que capta también dos protones del estroma.
Con los dos protones y los dos electrones, reduce un NADP+ en NADPH +
H+.
El balance final es: por cada molécula de agua (y por cada cuatro fotones)
se forman media molécula de oxígeno, 1,3 moléculas de ATP, y un NADPH
+ H+.
Fase luminosa cíclica
(Fotofosforilación anoxigénica)
•
En la fase luminosa o fotoquímica cíclica interviene de forma exclusiva el fotosistema
I, generándose un flujo o ciclo de electrones que en cada vuelta da lugar a síntesis
de ATP. Al no intervenir el fotosistema II, no hay fotólisis del agua y, por ende, no se
produce la reducción del NADP+ ni se desprende oxígeno (anoxigénica). Únicamente
se obtiene ATP.
•
Este flujo de electrones produce una diferencia de potencial en el tilacoide que hace
que entren protones al interior. Posteriormente saldrán al estroma por la ATPsintetasa fosforilando ADP en ATP. De forma que únicamente se producirá ATP en
esta fase.
Sirve para compensar el hecho de que en la fotofosforilación acíclica no se genera
suficiente ATP para la fase oscura.
La fase luminosa cíclica puede producirse al mismo tiempo que la acíclica.
•
•
CLOROPLASTO
CLOROPLASTO
• Funciones
• Es el orgánulo donde se realiza la fotosíntesis. Existen
dos fases, que se desarrollan en compartimentos
distintos:
• Fase luminosa. Se realiza en la membrana de los
tilacoides, donde se halla la cadena de transporte de
electrones y la ATP-sintetasa responsables de la
conversión de la energía lumínica en energía química
(ATP) y de la generación poder reductor (NADPH).
• Fase oscura. Se produce en el estroma, donde se halla
el enzima RuBisCO, responsable de la fijación del CO2
mediante el ciclo de Calvin.
Respiración Celular
• Comienza con la degradación de los azucares.
• Los azucares son moléculas que al ser oxidadas
producen energía para la célula, esta oxidación se
lleva a cabo en 2 etapas:
• a) una etapa citosólica a través del proceso de la
glicólisis anaeróbica y
• b) una etapa mitocondrial, a través del proceso de
Respiración Celular, la que se da en condiciones
aeróbicas.
Tipos de respiración celular
• En función del aceptor final de electrones; ambas tienen en común
la existencia de una cadena transportadora de electrones.
• Respiración aeróbica. El aceptor final de electrones es el oxígeno
molecular, que se reduce a agua. La realizan la inmensa mayoría
de células, incluidas las humanas. Los organismos que llevan a
cabo este tipo de respiración reciben el nombre de organismos
aeróbicos.
• Respiración anaeróbica. El aceptor final de electrones es una
molécula inorgánica distinta del oxígeno, más raramente una
molécula orgánica. Es un tipo de metabolismo poco común
exclusivo de ciertos microorganismos. No debe confundirse con la
fermentación, proceso también anaeróbico pero en el que no
interviene nada parecido a una cadena transportadora de
electrones...
Rutas metabólicas incluidas en la Respiración Celular
Ocurre en el
citoplasma
Glucólisis
Glucosa
C6H12O6
Glucosa
Núcleo
Ac. Pirúvico
Acetil CoA
O2
O2
CO2
H2O
CO2
H2O
ADP
Mitocondria
Célula
ATP
• Ciclo de Krebs
• cadenarespiratoria
• Fosforilación
oxidativa
Ocurren en la
mitocondria
•
La degradación de la glucosa mediante el uso de oxígeno o
alguna otra sustancia inorgánica, se conoce como respiración
celular.
La respiración celular que necesita oxígeno se llama
respiración aeróbica.
Respiración Celular
Prof. Laura Mendoza
60
Libera solamente el 10% de la energía disponible en la glucosa.
La energía restante se libera al romperse cada molécula de ácido
pirúvico en agua y bióxido de carbono.
El primer paso es la conversión del ácido pirúvico (3 C) en ácido acético
(2 C); el cual está unido a la coenzima A (coA).
Se produce una molécula de CO2 y NADH.
Respiración Celular
Prof. Laura Mendoza
61
Es la conversión de glucosa en dos
moléculas
de
ácido
pirúvico
(compuesto de 3 carbonos).
Se usan dos moléculas de ATP, pero
se producen cuatro.
El H, junto con electrones, se unen a
una coenzima que se llama nicotín
adenín dinucleótido (NAD+) y forma
NADH.
Ocurre en el citoplasma.
Es anaeróbica.
Respiración Celular
Prof. Laura Mendoza
62
La glucosa se usa
para distintos
procesos, pero el más
importante es como
fuente de Energía
Glucógeno, almidón y
sacarosa
almacén
Glucosa
Oxidación vía
pentosa fosfato
Piruvato
Ribosa 5-fosfato
Respiración Celular
Oxidación vía
glucólisis
Prof. Laura Mendoza
63
Fermentación Láctica
Glucosa  ácido lático + 2 ATP
Fermentación Alcohólica
Glucosa  alcohol etílico + CO2 + 2 ATP
Fermentación Acética
Glucosa  ácido acético + CO2 + 2 ATP
Respiración
Glucosa + O2  CO2 + H2O + 36 o 38 ATP
Respiración Celular
Prof. Laura Mendoza
64
Citosol
Glicose (6 C)
C6H12O6
1 ATP
1 NADH
Piruvato (3 C)
6 O2
1 ATP
32 ou 34
ATP
1 NADH
4 CO2
Piruvato (3 C)
2 CO2
2 ATP
2 NADH
Mitocôndria
6 NADH
2 acetil-CoA (2
C)
6 H2O
Ciclo
de
Krebs
2 FADH
Total:
10 NADH
2 FADH2
Crista mitocondrial
Respiración Celular
Prof. Laura Mendoza
65
A continuación, el acetil-coA
entra en una serie de reacciones
conocidas como el ciclo del ácido
cítrico, en el cual se completa la
degradación de la glucosa.
El acetil-coA se une al ácido
oxaloacético (4C) y forma el
ácido cítrico (6C).
El ácido cítrico vuelve a
convertirse
en
ácido
oxaloacético.
Se libera CO2, se genera NADH
o FADH2 y se produce ATP.
El ciclo empieza de nuevo.
Respiración Celular
Prof. Laura Mendoza
66
La
molécula
de
glucosa
se
degrada
completamente una vez que las dos moléculas de
ácido pirúvico entran a las reacciones del ácido
cítrico.
Este ciclo puede degradar otras sustancias que
no sean acetil-coA, como productos de la
degradación de los lípidos y proteínas, que
ingresan en diferentes puntos del ciclo, y se
obtiene energía.
Respiración Celular
Prof. Laura Mendoza
68
No todas las formas de respiración requieren
oxígeno.
Algunos organismos (bacterias) degradan su
alimento por medio de la respiración anaeróbica.
Aquí, el aceptor final de electrones es otra
sustancia inorgánica diferente al oxígeno.
Se produce menos ATP que en la respiración
aeróbica.
Respiración Celular
Prof. Laura Mendoza
69
Es la degradación de la glucosa y
liberación de energía utilizando
sustancias
orgánicas
como
aceptores finales de electrones.
Algunos organismos como las
bacterias y las células musculares
humanas, pueden producir energía
mediante la fermentación.
La
primera
parte
de
la
fermentación es la glucólisis.
La segunda parte difiere según
el tipo de organismo.
Respiración Celular
Prof. Laura Mendoza
70
Este tipo de fermentación
produce alcohol etílico y CO2, a
partir del ácido pirúvico.
Es llevada a cabo por las células
de levadura (hongo).
La fermentación realizada por
las levaduras hace que la masa
del pan suba y esté preparada
para hornearse.
Respiración Celular
Prof. Laura Mendoza
71
Este tipo de fermentación convierte el ácido pirúvico en
ácido láctico.
Al igual que la alcohólica, es anaeróbica y tiene una
ganancia neta de 2 ATP por cada glucosa degradada.
Es importante en la producción de lácteos.
Respiración Celular
Prof. Laura Mendoza
72
Es realizado por bacterias denominadas acetobacterias
→ produciendo ácido acético + CO2.
Este tipo de fermentación es utilizado para la fabricación
de vinagre y provoca la acidificación en vinos de jugos de
frutas.
Respiración Celular
Prof. Laura Mendoza
73
GLICOLISIS
Esta ruta presenta las siguientes características:
- Se lleva a cabo en el citosol.
- Se da en todas las células.
- No requiere de oxígeno (Ruta anaeróbica).
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato están
fosforilados.
- Se lleve a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno
catalizado por una enzima diferente.
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP.
NOTA:El tipo de glucólisis más común y más conocida es
la vía de Embden-Meyerhof,
El ciclo de Krebs
• Es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de
reacciones químicas, que forma parte de la respiración
celular en todas las células aeróbicas. En células
eucariotas se realiza en la mitocondria. En las
procariotas, el ciclo de Krebs se realiza en el citoplasma,
específicamente en el citosol.
• En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de
la vía catabólica que realiza la oxidación de glúcidos,
ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2,
liberando energía en forma utilizable (poder reductor y
GTP).
CICLO CELULAR -PROTEINA
•
Las proteínas quinasas
(Cdk) se asocian con
distintas ciclinas en las
diferentes etapas del
ciclo celular, formando
el complejo Cdk-ciclina.
La activación de este
complejo
dispara
procesos que conducen
a la célula a través de
las distintas fases del
ciclo. La degradación
de las ciclinas inactiva
el complejo.
CICLO CELULAR
El ciclo celular. La
división
celular,
constituida por la
mitosis
(división
del núcleo) y la
citocinesis
(división
del
citoplasma), ocurre
después
de
completarse
las
tres
fases
preparatorias que
constituyen
la
interfase
Meiosis
• Es una de las formas de la reproducción celular. Este
proceso se realiza en las glándulas sexuales para la
producción de gametos. Es un proceso de división
celular en el cual una célula diploide (2n) experimenta
dos divisiones sucesivas, con la capacidad de generar
cuatro células haploides (n). En los organismos con
reproducción sexual tiene importancia ya que es el
mecanismo por el que se producen los óvulos y
espermatozoides (gametos). Este proceso se lleva a
cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas,
llamadas primera y segunda división meiótica o
simplemente meiosis I o reducional y meiosis II. Ambas
comprenden profase, metafase, anafase y telofase.
GEN
•
•
Unidad elemental del cromosoma,
constituida por ADN, que transporta el
mensaje hereditario.
los genes determinan el color del pelo y
de los ojos de las personas.
Problemas:
• En el siguiente genotipo AaBbCcDd
cuantos gametos formaran.
• Solucion:
• Formula 2n (n es el numero de gametos
diferentes)
• Hay 4 genotipos heterocigores aplicando la
formunla es 2 elevano a la 4 igual 16 gametos
CROMOSOMA
• Los
cromosomas
son
los
portadores de la mayor parte del
material genético y condicionan la
organización de la vida y las
características hereditarias
• Como lo único que cambia en el
ADN son las bases nitrogenadas,
el ADN se puede representar por
su secuencia de bases:
• ...AAAGAACTGTAACCTGCACAG
TCACGTGACGTAGTCCCAGTGC
ACGTGC
CLASIFICACIÓN DE LOS
CROMOSOMAS
• Los cromosomas se clasifican según la longitud relativa
de sus brazos, es decir, según la posición del
centrómero, en:
• - METACÉNTRICOS: cuando los dos brazos son
aproximadamente iguales y el centrómero está en el
centro.
- SUBMETACÉNTRICOS: el centrómero está
ligeramente desplazado hacia un lado dando dos brazos
algo desiguales
- TELOCÉNTRICOS: cuando el centrómero está más
cerca de un extremo, dando dos brazos muy desiguales
- ACROCÉNTRICOS: el centrómero está en un extremo,
por lo que en realidad sólo existe un brazo
TIPOS DE ALELOS
Los alelos son formas alternas de un gen, que difieren en secuencia o función.
•Toda caracteristica geneticamente determinada depende de la acción de
cuando menos un par de genes homologas, que se denominan alelos.
•Los alelos que varían en secuencia tienen diferencias en el ADN, como
deleciones, inserciones o sustituciones.
•Los alelos que difieren en función pueden tener o no diferencias conocidas en
las secuencias, pero se evalúan por la forma en que afectan al organismo.
•En función de su expresión en el fenotipo se pueden dividir en:
•Alelos dominantes: aquellos que aparecen en el fenotipo de los individuos
heterocigotos o híbridos para un determinado carácter, además de en el
homocigoto.
•Alelos recesivos: los que quedan enmascarados del fenotipo de un individuo
heterocigoto y sólo aparecen en el homocigoto, siendo homocigótico para los
genes recesivos.
TIPOS
EJEMPLOS
LOCALIZACIÓN O FUNCIÓN
ENZIMAS
ÁCIDO-GRASOSINTETOSA
CATALIZA LA SÍNTESIS DE ÁCIDOS
GRASOS.
RESERVA
OVOALBÚMINA
CLARA DE HUEVO.
TRANSPORTADORAS
HEMOGLOBINA
TRANSPORTA EL OXÍGENO EN LA
SANGRE.
PROTECTORAS EN LA
ANTICUERPOS
SANGRE
BLOQUEAN A SUSTANCIAS EXTRAÑAS.
HORMONAS
INSULINA
REGULA EL METABOLISMO DE LA
GLUCOSA.
ESTRUCTURALES
COLÁGENO
TENDONES, CARTÍLAGOS, PELOS.
CONTRÁCTILES
MIOSINA
CONSTITUYENTE
MUSCULARES
DE
LAS
FIBRAS
VITAMINAS
FUNCIONES
ENFERMEDADES
CARENCIALES
C (ACIDO
ASCSRBICO)
COENZIMA DE ALGUNAS PEPTIDASAS. INTERVIENE EN LA
SMNTESIS DE COLAGENO
ESCORBUTO
B1 (TIAMINA)
COENZIMA DE LAS DESCARBOXILASAS Y DE LAS ENZIMA
QUE TRANSFIEREN GRUPOS ALDEHIDOS
BERIBERI
B2
(RIBOFLAVINA)
B3 (ACIDO
PANTOTINICO)
B5 (NIACINA)
CONSTITUYENTE DE LOS COENZIMAS FAD Y FMN
DERMATITIS Y
LESIONES EN LAS
MUCOSAS
CONSTITUYENTE DE LA COA
FATIGA Y
TRASTORNOS DEL
SUEQO
CONSTITUYENTE DE LAS COENZIMAS NAD Y NADP
PELAGRA
B6 (PIRIDOXINA)
INTERVIENE EN LAS REACCIONES DE TRANSFERENCIA
DE GRUPOS AMINOS.
DEPRESISN,
ANEMIA
B12
(COBALAMINA)
COENZIMA EN LA TRANSFERENCIA DE GRUPOS METILO.
ANEMIA
PERNICIOSA
BIOTINA
COENZIMA DE LAS ENZIMAS QUE TRANSFIEREN GRUPOS
CARBOXILO, EN METABOLISMO DE AMINOACIDOS.
FATIGA,
DERMATITIS...
Cada uno de los corpúsculos, generalmente filamentosos, que existen
en el núcleo de las células y en los que residen los factores
hereditarios;
De
ellos
44
son
autosómicos y 2 son
sexuales o gonosomas
Comprender los principios básicos de
herencia, basados en la genética
mendeliana.
Comprender como se relacionan el
genotipo y el fenotipo.
Observar como se expresan algunos
genes en el fenotipo de las personas.
Demostrar como ocurre el sorteo de alelos
y como esto se refleja en una población.
Entender como la genética determina las
Genética es la ciencia
que estudia como se
transmiten
las
características
de
generación
a
generación.
Gregor
Mendel
formuló la base de la
genética moderna en
1865.
Rasgos
heredados
se
encuentran
en
los
genes
y
estos en los
cromosomas
Locus y Loci
La información que determina los
rasgos heredados se encuentra en
unidades discretas de ADN llamadas
genes que se encuentran en los
cromosomas
Los cromosomas se encuentran en
pares, por lo tanto los genes también
Las formas alternas de un gen son los
alelos. Están en pares en los
cromosomas: uno proviene de la
madre y el otro del padre
Homocigoto: ambos alelos son
idénticos para un gen
Heterocigoto: posee alelos diferentes
para un gen.
Homocigoto: Individuo
que para un gen dado
tiene
en
cada
cromosoma homólogo el
mismo tipo de alelo, por
ejemplo, AA o aa
Heterocigoto: Individuo
que para un gen dado
tiene
en
cada
cromosoma homólogo un
alelo
distinto,
por
ejemplo, Aa.
Genotipo: Es el conjunto de genes que
contiene un organismo heredado de sus
progenitores. En organismos diploides, la
mitad de los genes se heredan del padre y
la otra mitad de la madre.
Fenotipo: Es la manifestación externa del
genotipo, es decir, la suma de los
caracteres observables en un individuo. El
fenotipo es el resultado de la interacción
entre el genotipo y el ambiente.
Ley de Segregación: separación de
los genes durante la meiosis para la
formación de gametos (haploide)
En la fecundación se restituye la
condición diploide de los genes
Esta segregación permite que se
puedan
producir
nuevas
combinaciones genéticas en la
progenie
Podremos inferir el
genotipo a partir del
fenotipo?
Haciendo cruces de
prueba
(Cruce
Monohíbrido) a partir
de parentales para
observar como estas
características
se
manifiestan en la
generación filial.
Gameto
a a
s
A
Aa Aa
A
Aa Aa
Dominancia Completa: un
alelo domina
al otro
expresando
su
característica
completamente
en
presencia del alelo no
dominante o recesivo
Dominancia incompleta:
cuando un alelo no es
claramente dominante o
recesivo, el fenotipo resulta
intermedio.
Codominancia: cuando un alelo no es
claramente dominante o recesivo ambos
alelos se expresan
1. Asignar los genotipos de los parentales:
Se asignan letras a los alelos
Letra mayúscula al alelo dominante
Letra minúscula al alelo recesivo
2. Sorteo de alelos para formar los gametos:
Separar los alelos y hacer las posibles
combinaciones
Tenemos dos plantas
puras, una de flores rojas
y una de flores blancas.
La herencia del color de la
flor muestra dominancia
completa y el color rojo es
dominante
¿Cómo será la progenie
de estas dos plantas?
Gametos de la planta de flores blancas (aa)
a
Aa (25%)
a
Aa (25%)
A
Gametos de
la planta de
flores rojas
(AA)
Aa (25%)
Aa (25%)
Generación
F1
A
Frecuencia genotípica para F1: 100% Aa
Frecuencia fenotípica para F1: 100% Plantas de flores rojas
Ley de la uniformidad de los
híbridos de la primera generación
(F1). , y dice que cuando se cruzan
dos variedades individuos de raza pura
(ambos homocigotos ) para un
determinado carácter, todos los
híbridos de la primera generación son
iguales.
1. Cruce dos organismos heterocigotos:
Aa x Aa
Donde: A=Verde
a=rojo
a) Muestre los resultados
b) Determine la frecuencia genotípica y
fenotípica
Gametos
A
A
AA
a
Aa
a
Aa
aa
Frecuencias
Frecuencias
fenotípicas:
genotípicas:
Verde: ¾ >>>>>>> 2/4 ------heterocigoto
¼ ------homocigoto
Rojo: ¼ >>>>>>> ¼ ------homocigoto
A la segunda ley de Mendel también se
le llama de la separación o
disyunción de los alelos. Así pues,
aunque un alelo que determina alguna
característica
parecía
haber
desaparecido en la primera generación
filial, vuelve a manifestarse en esta
segunda generación.
Cruce una planta con flores verdes
heterocigotas (Aa) con otra de flores
rojas homocigotas (aa)
Cuál sería la probabilidad de que su
progenie salga con flores rojas?
Muestre resultados
Determine frecuencia genotípica y
fenotípica.
Gametos
A
a
a
a
Aa Aa
aa aa
Probabilidad de flores blancas: 50%
Frecuencias:
Verde: 2/4 (heterocigoto)
rojo: 2/4 (homocigoto)
Se conoce esta ley como la de la
herencia
independiente
de
caracteres, y hace referencia al caso
de que se contemplen dos caracteres
distintos.
Cruce Monohíbrido:
muestra como será la
progenie
de
los
parentales para una
sola característica.
Cruce Dihíbrido:
muestra como será la
progenie
de
los
parentales para dos
características.
Nombre común o vulgar: Guisantes verdes, Guisante,
Arveja, Arvejas, Chícharo, Chícharos
Nombre científico o latino: Pisum sativum
Añada otro alelo para realizar un
cruce dihíbrido, semilla con textura
lisa (B) y rugosa (b), donde la lisa es
dominante y el rugoso recesivo.
Cruce una semilla amarilla de textura
lisa (AB) con una semilla verde de
textura rugosa (ab)
Frecuencias: 100% Amarillo-Liso
Cruce dos semillas heterocigotas para
color amarillo y textura lisa
( AaBb )
Muestre resultados y determine la
frecuencia genotípica y fenotípica.
Cruce una planta de flores rojas y tallo
largo (pura) con una planta de flores
blancas y tallo corto (pura)
Ambas
características
muestran
dominancia completa y el color rojo y
el tallo largo son dominantes
¿Cómo será la progenie?
Use A para color y B para tallo
Algunos rasgos como el color de ojos o
el color de pelo son rasgos fenotípicos
que se heredan de manera simple.
Para ver como estos rasgos se
transmiten de generación en generación
se puede hacer un árbol genealógico o
un “pedigree”
El “pedigree” es un linaje de familia a
través de generaciones de unos
individuos relacionados.
Las hembras se representan con
círculos (O) y los machos (■) con
cuadrados
La relación entre individuos se
representa por líneas horizontales (—)
que los conectan
Los hijos se representan por una línea
vertical ( | ) que se extiende desde el
centro de la línea horizontal entre los
padres
(E)
(r)
(W)
(e)
(R)
(H)
(w)
(h)
Podemos usar algunas de las Podemos usar
algunas de las características antes discutidas
para ver la frecuencia de los alelos dominantes y
recesivos en la “población” del laboratorio.
El Principio Hardy-Weinberg se utiliza para
calcular la frecuencia de los alelos en una
población.
Una población se encuentra en equilibrio según
Hardy-Weinberg, cuando la frecuencia de alelos y
la frecuencia genotípica se mantiene estable a
través de las generaciones
No puede haber mutaciones
No puede haber migraciones
La población debe ser grande
El apareamiento debe ser al azar
No debe existir selección natural
La información que determina los
rasgos heredados se encuentra en
unidades discretas de ADN llamadas
genes que se encuentran en los
cromosomas
Los cromosomas se encuentran en
pares, por lo tanto los genes también
Las formas alternas de un gen son los
alelos. Están en pares en los
cromosomas: uno proviene de la
madre y el otro del padre
Homocigoto: ambos alelos son
idénticos para un gen
Heterocigoto: posee alelos diferentes
para un gen.
Tipo de Sangre del Niño
Tipo de
Sangre
de la
Madre
A
B
AB
O
A
A, B, AB,
úO
B ó AB
B ó AB
A, B, ú
O
B
A ó AB
A, B,
AB, ú O
A ó AB
A, B, ú
O
AB
A, B, AB,
úO
A, B,
AB, ú O
A, B, ó
AB
O
A ó AB
B ó AB
A, B, ú
O
Tipo de
Sangre
del
Padre
Tipo de Sangre del Padre
Tipo de
Sangre
de la
Madre
A
B
AB
O
A
AúO
A, B, AB,
óO
A, B, ó
AB
AúO
B
A, B, AB,
úO
BóO
A, B, ó
AB
BúO
AB
A, B, ó
AB
A, B, ó
AB
A, B, ó
AB
AóB
O
AúO
BúO
A or B
O
Tipo de
Sangre
del Niño
Anomalías Cromosómicas
Anomalías cromosómicas
sexuales
Mitosis
• Este proceso se repite hasta que el bebé se desarrolla
por completo. La mitosis continúa de por vida para
regenerar las células de la piel, los glóbulos y otros tipos
de células que se dañan o, simplemente, se mueren.
Durante el embarazo, se puede producir un error en la
mitosis tal como se describió anteriormente en el caso
de la meiosis. Si los cromosomas no se dividen en
mitades exactas, las células nuevas pueden tener un
cromosoma adicional (un total de 47) o un cromosoma
faltante (un total de 45). ésta es otra manera por la que
un bebé puede nacer con una anomalía cromosómica.
Los errores de mitosis son responsables de algunos
casos de mosaicismo.
Meiosis
• Esto resulta en un óvulo o un espermatozoide
que sólo tiene 23 cromosomas. Cuando se
produce la fertilización, se origina el número
total normal de 46 cromosomas. Si la meiosis no
se produce adecuadamente, un óvulo o un
espermatozoide
podría
terminar
con
demasiados cromosomas o con una cantidad
insuficiente de estos últimos. Luego de la
fertilización, el bebé puede recibir un
cromosoma adicional (llamado trisomía) o tener
un cromosoma en falta (llamado monosomía):
Síndrome de Edwards
• Es un trastorno genético asociado con la
presencia de material extra del cromosoma 18.
• Causas, incidencia y factores de riesgo
• La trisomía 18 es un síndrome relativamente
común que afecta aproximadamente a 1 de
cada 3.000 nacidos vivos y es tres veces más
común en las niñas que en los niños. El
síndrome es causado por la presencia de un
material adicional del cromosoma 18, que
interfiere con el desarrollo normal.
Síndrome de Edwards
Sindactilia Síndrome de Edwards
Los dedos de manos y pies pueden fusionarse (sindactilia) o estar
unidos entre sí por membranas (membranas interdigitales) que se
extienden hacia los mismos dedos. La sindactilia a menudo se presenta
entre el segundo y tercer dedos de los pies y por lo general se asocia
con algún síndrome.
Síndrome de Down
Una variante rara de
la trisomía 21 es la
duplicación “imagen
en
espejo”
del
cromosoma 21. El
posible
mecanismo
de formación de este
rearreglo
cromosómico aún no
se conoce
• El sídrome de Down
• Es una anomalía ocasionada por la
presencia de un cromosoma extra del par
21 en las células del organismo. La
anomalía
cromosomática
origina
alteraciones
del
desarrollo
y
funcionamiento de diversos órganos. La
afectación del cerebro es la causa de la
discapacidad
intelectual.
Pero
la
intensidad con que se manifiesta estas
alteraciones es altamente variable de una
persona a otra. La frecuencia de
aparición del síndrome de Down oscila
alrededor de 1 por cada 1000
nacimientos.
Corpúsculos o cuerpos de Barr:
• Masa cromatínica fuertemente coloreable, adosada a la
membrana, en el núcleo de la célula. Cada individuo
tiene, en sus células, tantos de estos corpúsculos como
de cromosomas X menos uno. Los individuos
masculinos normales (del tipo XY) no los poseen; los
individuos del sexo femenino normales (del tipo XX)
tienen uno. Las superhembras (del tipo XXX, ver
síndrome triplo X) tienen dos. La investigación de este
corpúsculo (prueba de Barr) permite determinar el sexo
nuclear.
Síndrome De Turner
Síndrome de desarrollo gonadal
defectuoso en el fenotipo de la
mujer, con un cariotipo de
monosomía
del
cromosoma
sexual (45,X o 45,XO), asociado
a la pérdida de un cromosoma
sexual X o Y. Generalmente, los
pacientes tienen talla baja,
gónadas
indiferenciadas
(cintillas), infantilismo sexual
(hipogonadismo),
cuello
membranoso,
cúbito
valgo,
gonadotropinas
elevadas
y
disminución del nivel sanguíneo
de estradiol.
Síndrome De Klinefelter
Forma
de
hipogonadismo
masculino, caracterizado por la
presencia de un cromosoma x
extra, TESTICULOS pequeños,
disgenesia de
los
túbulos
seminíferos, niveles elevados de
gonadotropinas, bajo nivel sérico
de
testosterona,
caracteres
sexuales
secundarios
subdesarrollados e infertilidad
masculina. Los pacientes tienden
a tener largas piernas y alta
estatura.
Muchos
de
los
pacientes
presentan
ginecomastia. La forma clásica
tiene el cariotipo 47,XXY.
Síndrome de Patau
• Es un trastorno
genético, también
conocido como el
síndrome
de
Patau, asociado
con la presencia
de
material
adicional
del
cromosoma 13.
Sindrome de Marfan
• Trastorno genético en la síntesis de tejido
conectivo
El síndrome de Angelman
• Es una enfermedad
genética rara que
ocasiona un desorden
neurológico en el cual
se detectan
dificultades severas
• .
• En el pasado a este
padecimiento se le
conocía con el
nombre de síndrome
del bebe feliz.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Síntomas Volver al comienzo
Labio leporino o paladar hendido
Ojos muy juntos: los ojos pueden realmente
fusionarse en uno
Disminución del tono muscular
Hernias: hernia umbilical, hernia inguinal
Dedos adicionales en manos o pies
(polidactilia)
Agujero, división o hendidura en el iris
(coloboma)
Orejas de implantación baja
Retardo mental severo
Defectos del cuero cabelludo (ausencia de
piel)
Convulsiones
Pliegue palmar único
Anomalías esqueléticas de las extremidades
Ojos pequeños
Cabeza pequeña (microcefalia)
Mandíbula inferior pequeña (micrognacia)
Testículo no descendido (criptorquidia)
hemofilia
• La hemofilia es una enfermedad
hereditaria caracterizada por la
aparición de hemorragias internas
y externas debido a la deficiencia
total o parcial de una proteína
coagulante denominada globulina
antihemofílica
(factor
de
coagulación).
Cuando
hay
carencia o déficit de algún factor
de coagulación, la sangre tarda
más tiempo en formar el coágulo
y, aunque llegue a formarse, no es
consistente y no se forma un buen
tapón para detener la hemorragia
Mapa genético hemofilia
Hemofílico YX
Mapa genético hemofilia
Portadora XX
Hijo sano YX
Portadora XX
Hijo hemofílico
XY
Portadora XX
Portadora XX
Hijo hemofílico
XY
Mujer sana XX
Hijo sano YX
Portadora XX
Hombre sano YX
Hijo sano XY
Hija sana XX
Hemofílico XY
Hija hemofílica Hijo sano XY
XX
Hija Portadora
XX
La mujer se comportará como portadora de la enfermedad y el hombre la padece (y
transmite a la descendencia). La mujer para manifestar la enfermedad necesitaría dos
copias defectuosas, cosa muy poco probable.
Daltonismo
• El
defecto
genético
es
hereditario y se transmite por un
alelo
recesivo
ligado
al
cromosoma X. Si un varón
hereda un cromosoma X con
esta deficiencia será daltónico,
en cambio en el caso de las
mujeres solo serán daltónicas si
sus dos cromosomas X tienen la
deficiencia, en caso contrario
serán solo portadoras, pudiendo
transmitirlo a su descendencia.
Esto
produce
un
notable
predominio en el varón entre la
población
afectada.
La
transmisión genética es igual
que en la hemofilia.