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DOCUMENTO BASE DE CARA A LA PAU A.- BIOELEMENTOS: Primarios: C, H, O, N, P, S Secundarios: Na+, K+, Ca+, Cl+, Mg+ Oligoelementos: Fe, Cu, Mn, Al, Li B.- BIOMOLÉCULAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS 1.- H2O: propiedades e importancia / sustancias hidrófilas e hidrófobas 2.- SALES MINERALES: Sustancia tamponadora / regulador del equilibrio ácido-base / regulador del pH / buffer / Tampón bicarbonato y fosfato Ósmosis / regulación de fenómenos osmóticos o Isotónico / isoosmótico o Anisotónico / anisosmótico Hipotónico / hipoosmótico Hipertónico / hiperosmótico o Plasmólisis y turgencia. 3.- GLÚCIDOS / AZÚCARES / HIDRATOS DE CARBONO Aldosa, cetosa / triosa, tetrosa, pentosa, hexosa, heptosa Aldopentosa, aldohexosa, cetopentosa, cetohexosa,….. Opcional: toda la terminología de la isomería espacial y funcional. Ciclación Enlace glucosídico: monocarbonílico y dicarbonílico Clasificación 1.- Osas: Monosacáridos: ribosa, desoxirribosa, glucosa y fructosa 2.- Ósidos 2.1.- Holósidos (sólo glúcidos) A.- Oligosacáridos: disacáridos: lactosa, maltosa y sacarosa B.- Polisacáridos: Homopolisacárido: mismo monosacárido Reserva animal: glucógeno Reserva vegetal: almidón Estructural animal: quitina Estructural vegetal: celulosa Heteropolisacárido: ≠ monosacáridos 2.2.- Heterósido: glucolípido / glucoproteína 4.- LÍPIDOS Ácidos grasos: fórmula general / Saturado e insaturado / Carácter anfipático Relación entre punto de fusión, tamaño y grado de saturación de los ácidos graso Clasificación 1.- Lípidos saponificables Triacilglicéridos o acilglicéridos o grasas Reacciones de esterificación, hidrólisis y saponificación (sosa y potasa) Glicerofosfolípidos o fosfolípidos: ácido fosfatídico 2.- Lípidos insaponificables Terpenos: o Vitaminas: A, E, K o Transporte electrónico : Coenzima Q Esteroides: o Esteroles (colesterol y vitamina D) o Hormonas esteroideas (testosterona, progesterona y cortisol) Vitaminas: Liposolubles: A, D, E, K Hidrosolubles: C y complejo B 5.- PROTEÍNAS Aminoácidos: fórmula general / Sustancia anfótera Estructuras de las proteínas Primaria: enlace peptídico: grupos entre los que se establece Secundaria: o alfa-hélice (superhélice de colágeno) o Conformación beta (beta laminar o beta plegada) Terciaria: o Filamentosa (superhélice de colágeno) o Globular (enzimas) Cuaternaria: protómero y oligómero (hemoglobina) Propiedades: especificidad, solubilidad y desnaturalización (factores: T y pH) Clasificación: Proteínas simples u holoproteínas Proteínas conjugadas o heteroproteínas: (glucoproteína, glucolípido, hemoproteína) Funciones: Estructural : colágeno Reserva: ovoalbúmina Reguladora: insulina Catalizadora: enzima Defensiva: anticuerpos o inmunoglobulinas Transporte: hemoglobina Contráctil: miosina y actina 5.1.- ENZIMAS / BIOCATALIZADORES Sustrato / complejo enzima-sustrato / producto Energía de activación Centro activo o catalítico Velocidad de reacción Modelo llave-cerradura / acoplamiento inducido Factores que afectan a la actividad enzimática: Concentración de sustrato Temperatura pH HOLOENZIMA = APOENZIMA + COFACTOR Ejemplos de cofactores: Coenzimas (NAD / FAD) Grupo prostético (grupo hemo / citocromos) Vitaminas hidrosolubles y liposolubles 6.- ÁCIDOS NUCLEICOS NUCLEÓTIDO = NUCLEÓSIDO + H3PO4 Nucleósido = Azúcar / aldopentosa: ribosa y desoxirribosa Base nitrogenada: Púrica: adenina y guanina Pirimidínica: citosina, timina y uracilo A.- ADN (bicatenario) Estructuras: Primaria: enlace fosfodiester Secundaria: Hipótesis de Chargaff: complementariedad entre las bases Modelo Watson y Crick: doble hélice antiparalela, dextrógira y plectonímica Terciaria: cromatina / Octámero / collar de perlas / nucleosoma / cromatosoma / solenoide / cromosoma Propiedades. desnaturalización y renaturalización del ADN B.- ARN (monocatenario salvo porciones del ARNt y reovirus) Tipos: mensajero, transferente y ribosómico. C.- Nucleótidos no nucleicos: ATP / AMPc / CoA / NAD / NADP / FAD / FMN Funciones 6.1.- GENÉTICA MOLECULAR / GEN Flujo de información del ADN Excepción al flujo: retrovirus / Transcriptasa inversa 1.- REPLICACIÓN (duplicación del ADN) Discriminar si es conservativa / semiconservativa / dispersiva a.- Mecanismo en Procariontes: Señal de iniciación Helicasa / girasa / topoisómerasa o proteínas SSB Horquilla de replicación / bidireccional / burbuja de replicación Primasa / cebador ADN polimerasa III / hebra continua o conductora / hebra discontinua o retardada / fragmento de Okazaki ADN polimerasa I /exonucleasa y polimerasa ADN ligasa b.- Mecanismo en Eucariontes: 100 señales de iniciación / replicones 2.- TRANSCRIPCIÓN (de nucleótidos de ADN a nucleótidos de ARN) Se necesita: ADN molde Ribonucleótidos trifosfatos de A, G, C y U ARN polimerasas Cofactores y Fases: iniciación, elongación, finalización y maduración (sólo en ARNm: intrones y exones) 3.- TRADUCCIÓN (síntesis de proteínas) Código genético: degenerado y universal / codon y anticodon 1ª fase: Activación ARNt 2ª fase: iniciación / elongación y finalización Sitio A (aminoacilo), P (peptidilo) y C (catalítico) 6.2.- MUTACIONES: alteraciones del material genético Tipos Según su origen: espontáneas o naturales / inducidas o artificiales Según el tipo de célula afectada: somática y germinal Según la viabilidad del mutante: letales, patológicas y naturales o inocuas Clasificación: Génicas o puntuales: sustitución / adición / delección Cromosómicas Genómicas: o Aneuploidía: nulisomía / monosomía / trisomía (síndrome de Down) o Euploidía: monoploidía o haploidía / poliploidía (triploidía, tetraploidía…..) Agentes mutágenos: físicos (radiaciones) químicos A.- ORGANIZACIÓN ACELULAR: VIRUS: Estructura: genoma vírico: ADN o ARN, doble o simple (adenovirus), cápside (capsómeros) y envoltura membranosa Ciclo reproductivo: a) Lítico: fases de fijación, penetración, eclipse, autoduplicación, autoensamblaje y lisis o liberación) b) Lisogénico: vida latente B.- ORGANIZACIÓN CELULAR: Funciones vitales: nutrición, relación y reproducción. B.1.- CÉLULA PROCARIOTA: BACTERIA Tipos morfológicos: coco (estreptococo, estafilococo y sarcina), bacilo, espirilo y Vibrio Estructura: Cápsula bacteriana o gelatinosa (opcional) Pared celular bacteriana ( gram + y - ) Membrana plasmática: Singer y Nicholson / mosaico fluido / fosfolípido y proteína globular (intrínseca o integral y extrínseca o periférica) Citoplasma: ribosoma y flagelo Fimbrias y pelos Plásmido: ADN extracromosómico Fisiología bacteriana: 1.- Nutrición: Foto y quimioautótrofa / foto y quimioheterótrofa Anaerobia y aerobia. Quimioorganótrofo / Quimiolitótrofo 2.- Relación: Endospora (vida vegetativa) Tactismo o tropismo (quimio, foto y aerotactismo + / -) 3.- Reproducción: Asexual: bipartición o simple Mecanismos parasexuales: Conjugación (bacteria F+ y F-) Transformación Transducción (vector: virus bacteriófago) 1.1 INMUNOLOGÍA / INMUNIDAD a) Órganos linfoides (Timo y Médula ósea) b) Células inmunitarias: glóbulos blancos: monocitos, eosinófilos, basófilos, neutrófilos y linfocitos c) Moléculas inmunitarias ( anticuerpos o inmunoglobulinas) Respuesta inmune: 1.- Mecanismos inespecíficos: a) Barreras naturales: físicas, químicas y biológicas b) Respuesta inespecífica: neutrófilos y monocitos (macrófagos) Respuesta inflamatoria (pus) 2.- Mecanismos específicos: Linfocitos T ( Tc, Ts, Nk y Th) Linfocitos B (células plasmáticas y de memoria) a) Respuesta celular: linfocitos T (respuesta in situ) b) Respuesta humoral: linfocitos B (respuesta a distancia) / Ag y Ak / Ak: cadena pesada y ligera / región variable y constante / parátopo y epítopo (determinante antigénico) Respuesta inmunológica Primaria y Secundaria: rapidez y eficacia Tipos de inmunidad: a) Congénita o innata: se nace con ella b) Adquirida: se adquiere después de nacer Activa: natural (pasando la enfermedad: sarampión) artificial (vacunas) Pasiva: natural (madre-hijo) artificial (sueroterapia) Patologías del sistema inmune: concepto de hipersensibilidad Alergias: alérgeno / histamina, serotonina / choque anafiláctico Autoinmunidad: esclerosis múltiple Trasplantes: antígenos de histocompatibilidad 1.2 INGENIERÍA GENÉTICA / BIOTECNOLOGÍA Secuenciación / ADN recombinante / transferencia de genes / enzimas de restricción Aplicación: alimentos transgénicos y terapia génica (implicaciones éticas) B.2.- CÉLULA EUCARIOTA: ANIMAL Y VEGETAL 2.1 ENVUELTAS CELULARES A) Membrana plasmática o citoplasmática: eucariotas y procariotas 1.- Modelo del Mosaico Fluido / Singer y Nicholson / Membrana unitaria: a. Bicapa fosfolipídica : cabeza o polo hidrófilo ( H3P04) y cola o polo hidrófobo (lípido) carácter anfipático b. Colesterol: estabilidad y fluidez de la membrana c. Proteínas: integrales o intrínsecas y periféricas o extrínsecas d. Glúcidos: glucolípidos y glucoproteínas / sólo cara externa / asimetría 2.- Funciones de la membrana: 2.1.- Transporte de pequeñas moléculas a) Pasivo: a favor de gradiente y sin gasto energético Difusión simple y facilitada b) Activo: en contra de gradiente y con gasto energético ( ATP): Bomba Na+-K+ 2.2 Transporte de grandes moléculas / macromoléculas / masivo a) Endocitosis: fagocitosis y pinnocitosis b) Exocitosis B) Membranas de secreción: 1.- Pared celular vegetal: Funciones: rigidez/ forma / unión/ comunicación / impermeabilización (cutina y suberina) / barrera contra agentes patógenos/ impedir la lisis Composición: celulosa, hemicelulosa, pectina, agua, sales y a veces lignina Estructura: primaria, secundaria 2.- Pared bacteriana: ya vista en bacterias 2.2 CITOPLASMA 1.- Citosol o Hialoplasma: homeostasis celular 2.- Citoesqueleto: presente en todas las células. Funciones microfilamentos (actina y miosina) filamentos intermedios microtúbulos: función 3.- Centrosoma o centro celular o citocentro o centro organizador de microtúbulos (sólo animal con excepción de algún vegetal) Estructura: Centriolos / diplosoma Centrosfera Aster Función: formación del huso acromático durante la división celular 4.- Cilios y flagelos (no estructura sólo diferencias de función) 5.- Ribosomas Estructura: subunidad mayor y menor / libres o adheridos a membrana de retículo o núcleo Función: Síntesis de proteínas / polisoma 6.- Retículo endoplasmático Funciones comunes: Soporte mecánico del citoplasma Formación de lipoproteínas: lípido (REL) y proteína (RER) de ahí al apto de Golgi y a su destino final a) REL: membranas más gruesas síntesis, transporte y almacenaje de lípidos y esteroides conducción del impulso nervioso (contracción muscular) participación en el metabolismo del calcio b) RER: síntesis y almacenaje de proteínas y glucosilación 7.- Cloroplastos: (sólo vegetal) Estructura: membrana plastidial externa e interna / espacio interplastidial / estroma / tilacoides del estroma / grana / tilacoides de grana Funciones: a) Estroma: fase oscura de la fotosíntesis o ciclo de Calvin b) Tilacoides: fase luminosa de la fotosíntesis / fotofosforilación oxidativa 8.- Mitocondria: animal y vegetal Estructura: membrana externa e interna / espacio intermembranal / matriz mitocondrial / crestas mitocondriales / partículas fundamentales de Fernández Morán o ATPasa o partículas F1. Funciones: a) Membrana interna: cadena de transporte electrónico y fosforilación oxidativa b) Matriz mitocondrial: ciclo de Krebs o ciclo de los ácidos tricarboxílicos y β-oxidación de los ácidos grasos o Hélice de lynen Importante: presencia de ADN y ribosomas propios en mitocondrias y cloroplastos, lo que implica ARN y síntesis de proteínas propias 9.- Aparato de Golgi Estructura: dictiosomas / vesículas de formación y transición / gránulos de secreción Polaridad: cara cóncava o de maduración o trans cara convexa o de formación o cis Funciones: Síntesis de polisacáridos Formación del acrosoma Formación de lisosomas Formación del tabique telofásico en los vegetales Glucosilación 10.- Lisosomas: no tipo unitario de membrana enzimas hidrolasas (40 tipos distintos) Tipos: Lisosoma primario: recién sintetizado (sólo enzimas) Lisosoma secundario: implicados ya en procesos digestivos: Vacuolas digestivas o heterofágicas o heterolisosomas: fagosomas. Vacuolas autofágicas o autolisosomas: autofagosoma Importancia de la autofagia 2.3 NÚCLEO: dos estados morfológicos distintos. a) Núcleo en división: cromosomas homólogos / cromátidas hermanas / centrómeros / cinetocoros / telómeros b) Núcleo interfásico: visible como tal y durante el cual se realiza toda la actividad metabólica: síntesis de ARN y proteínas Estructura: Envoltura nuclear (doble / poros / ribosomas adheridos / continuidad con REL y RER) nucleoplasma / nucléolo (síntesis de ARNr y síntesis de ribosomas) / cromatina (eucromatina (10%, se utiliza en la Transcripción) y heterocromatina (90%, no se transcribe) CICLO CELULAR 1.- Interfase: fases (G0), G1 (intensa actividad bioquímica), S (replicación del ADN), G2 (periodo premitótico) 2.- M: División celular: Células somáticas: Mitosis = cariocinesis (división del núcleo ) + citocinesis (división del citoplasma) Fases: profase / metafase / anafase / telofase (fragmoplasto). Resultado: dos células idénticas entre sí y con la madre Significado biológico: renovación celular Células germinales: Meiosis = dos mitosis sucesivas sin fase S entre ellas: 1ª división meiótica se separan cromosomas homólogos y 2ª división se separan cromátidas hermanas. Resultado: cuatro células haploides o gametos o células sexuales Significado biológico: perpetuación de la sp / variabilidad genética METABOLISMO Conjunto de reacciones de óxido-reducción: Enzimas deshidrogenasas Transportadores de protones: NAD o NADP (coenzimas deshidrogenasas) Transportadores de electrones: citocromos ATP: moneda de intercambio energético Tipos de metabolismo A. Catabolismo: paso de moléculas orgánicas complejas a sencillas B. Anabolismo: paso de moléculas orgánicas sencillas a complejas A.- CATABOLISMO Tipos de catabolismo: Fermentación: citoplasma Dador: compuesto orgánico Aceptor: compuesto orgánico Ácido láctico= fermentación láctica Alcohol etílico=fermentación alcohólica Respiración: mitocondria Dador: compuesto orgánico Aceptor: compuesto inorgánico Oxígeno= respiración aeróbica ≠ oxígeno= respiración anaeróbica A.1.- Catabolismo de Glúcidos Polisacáridos → disacáridos → monosacáridos → →↓ →→→digestión + isomerización →→→ GLUCOSA La degradación total se lleva a cabo en tres fases sucesivas: 1ª FASE: Glucólisis: citoplasma Glucosa → 2 ácido pirúvico (piruvato) + ATP + NADH2 (NADH + H+) El ácido pirúvico puede seguir dos vías: Respiración: en la mitocondria 2ª FASE: Ciclo de Krebs: matriz mitocondrial 2 acetilCoA → CO2 + GTP + FADH2 + NADH2 3ª FASE: Cadena de transporte electrónico y fosforilación oxidativa: membrana interna mitocondrial NADH2 → 3 ATP FADH2 → 2 ATP 2H+ + ½O2 →H2O Rentabilidad energética: 38 ATP / molécula de glucosa Fermentación: sólo en citoplasma 2 ácido pirúvico (piruvato) + ATP + NADH2 ↓ Alcohol etílico o ácido láctico Rentabilidad energética: 2 ATP / molécula de glucosa A.2.- Catabolismo de Ácidos grasos: Hélice de Lynen o β-oxidación Citoplasma: ácido graso → acilCoA Mitocondria: acilCoA → acetilCoA → ciclo de Krebs NADH2→ cadena de transporte electrónica B.- ANABOLISMO AUTÓTROFO: fotosíntesis Cloroplasto / tilacoides / fotosistema I y II / clorofila a1 y a2 / rubisco Fase luminosa Fotolisis del H2O Fotofosforilación: obtención de ATP Obtención de poder reductor en forma de NADPH 2 Fase oscura: ciclo de Calvin Fijación del CO2 (ribulosa 1-5 difosfato) Reducción de intermediarios metabólicos Reordenación de productos GENÉTICA MENDELIANA Cromosoma / Gen / Alelo / Loci Línea germinal / células sexuales / gametos / estirpe Dotación cromosómica: diploide / haploide Dominante / Recesivo Genotipo y fenotipo Homocigótico o línea pura / Heterocigótico o híbrido (monohíbrido, dihíbrido…) Codominancia / alelos codominantes Cromosomas autosómicos / cromosomas sexuales o heterocromosomas Cruza de prueba / cruzamiento retrógrado o retrocruzamiento Proporción / porcentaje / probabilidad Grupos sanguíneos: sistemas AB0 y Rh