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ESTRUCTURA MOLECULAR DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS




Enviado por bart_j_s



     

     

    RESUMEN

    La célula es
    la unidad constitutiva de la materia viva,
    puede constituir por si sola un individuo o participar junto con
    otros elementos semejantes en la formación de organismos
    más complejos. La individualidad de la célula
    está relacionada con su estructura y
    con la miscibilidad con el ambiente de
    las sustancias que la componen. Su estructura consta de algunos
    elementos que aparecen diferenciados y constantes en cualquier
    momento de la vida celular, excepto en el periodo reproductivo.
    Para sus funciones y
    desarrollo las
    células
    toman materiales
    nutritivos del exterior, las sustancias nutritivas (y junto a las
    mismas eventuales sustancias inertes o tóxicas) pueden
    atravesar la membrana celular por fenómenos
    fisicoquímicos o penetrar por sus poros.

    Algunas células pueden realizar fotosíntesis, transformando la
    energía luminosa en energía química, estas
    células pueden ser algas verdeazules y
    cianobacterias.

    La descripción de la división celular
    para la comprensión de la misma, se la define como la
    función
    celular que garantiza la supervivencia de la especie mediante la
    reproducción, por medio de la cual, una
    célula es capaz de dar origen a dos o may células
    hijas, semejantes a ella. Clásicamente, han venido
    clasificándose a las formas de reproducción en las
    siguientes variedades :la asexual (división directa,
    gemación o abotonamiento, ivisión endògena,
    carioquinesis (mitosis,
    meiosis) y la
    sexual (isogàmica y heterogàmiva).

    En cuanto a la parte correspondiente a
    microbiologìa no es posible hacer justicia a la
    extraordinaria profusividad u variedad biológica de los
    protistas; solamente unos cuantos representantes de cada uno de
    los subgrupos han podido ser descritos de forma muy resumida. No
    existe desgraciadamente un libro que
    proporcione una visión màs extensa del grupo
    biológico entero. La comprensión de la biología comparada de
    los protistas eucariòticos se ve además impedida
    por dificultades terminològicas, debido a que los
    botánicos y zoólogos han aplicado nombres
    totalmente diferentes a estructuras
    comunes a los tres subgrupos.

    DESCRIPTORES: Microbiologìa / Bacterias/
    Hongos/
    Protozoos/

    Algas/Virus de animales y
    vegetales.

    TABLA DE CONTENIDOS

    • 2. ESTRUCTURA Y FUNCION CELULAR
    • 2.1. INTRODUCCION
    • 2.2. ORGANIZACIÓN Y PROCESOS
    • 2.2.1. LA CELULA
    • ESTRUCTURA CELULAR GENERAL
      • TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR
        • PROCESOS CELULARES
          • HOMEOSTASIS Y TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANA
    • FOTOSINTESIS Y RESPIRACION
    • 2.2.7.- Ácidos
      nucleicos y síntesis
      de proteínas.
    • 2.2.8.- División
      celular.
    • 2.3.- Microbiología.
    • 2.3.1.- Bacterias.
    • 2.3.2.- Hongos.
    • 2.3.3.- Protozoos.
    • 2.3.4.- Algas
    • 2.3.5.- Virus animales y
      vegetales.

     

     

    ESTRUCTURA Y FUNCION CELULAR:

    1. INTRODUCCION:

    La microscopía electrónica es una herramienta muy
    importante en el estudio de la estructura celular. Su principal
    ventaja reside en que proporciona imágenes
    de diferentes estructuras celulares, en diferentes condiciones.
    Para determinar la función de las estructuras celulares es
    necesario introducir otras técnicas.
    Los investigadores deben purificar distintas estructuras
    celulares de manera que se puedan emplear métodos
    físicos y químicos para determinar lo que cada una
    realiza. En la actualidad los biólogos celulares emplean
    técnicas experimentales distintas a comprender la
    función de las estructuras celulares. (1)

    ORGANIZACIÓN Y PROCESOS:

    1. LA
      CELULA:

      La palabra célula proviene del latín
      cellula = pequeña estancia, unidad constitutiva
      del protoplasma o materia viva; puede constituir por
      sí sola un individuo o participar junto con otros
      elementos semejantes, en la formación de organismos
      más complejos. La teoría celular sostenía que la
      célula era un elemento estructural constante en todos
      los seres vivos, desde los protozoos, constituidos por una
      célula única, hasta los metazoos y matafitos ,
      animales y vegetales pluricelulares. Sin embargo ciertas
      observaciones han disminuido el valor de
      esta generalización; se ha visto, por ejemplo, que no
      sólo no pueden considerarse todos los protozoos como
      verdaderamente unicelulares, sino que existen organismos
      vivos carentes de cualquier estructura celular, como los
      virus filtrables. También las bacterias, aunque
      muestren algunas notas estructurales cromáticas, no
      presentan un verdadero y propio núcleo.

      La célula típica, libre, suele
      presentar forma esférica, y esféricas son
      también las células que flotan en los fluidos.
      Algunas especies celulares tienen, por el contrario, una
      forma propia, como los glóbulos rojos ovalados de
      algunos anfíbios y
      mamíferos, y los glóbulos rojos
      bicóncavos del hombre.

      La forma celular puede variar por la acción
      recíproca de elementos, formando colonias o tejidos, y
      depender también de la diferenciación y de la
      función de las mismas células

      En cuanto a sus dimensiones, casi todas las
      células son microscópicas: los diámetros
      máximos varían desde algunas micras hasta
      algunos centímetros. Existen no obstante ejemplos de
      células visibles a simple vista: como el huevo de las
      aves, cuyo
      volumen
      está determinado por la enorme acumulación de
      materiales de reserva. Las dimensiones de las células
      no varían con las del organismo del que forman parte;
      por ejemplo, el volumen de las células de la mucosa
      intestinal del ratón no difiere mucho del de las
      células análogas del elefante. Constituyen una
      excepción a esta regla los elementos llamados
      perennes, como las células nerviosas y musculares.
      (2)

      1. ESTRUCTURA CELULAR GENERAL:

        Antiguamente los biólogos pensaban que
        las células estaban formadas por una gelatina
        uniforme que llamaban protoplasma. Con la
        microscopía electrónica y otras herramientas modernas de investigación, se ha extendido la
        percepción del mundo con respecto a
        las células. En la actualidad sabemos que la
        célula tiene un alto nivel de organización
        y que es sorprendentemente compleja: tienen su propio
        centro de control, su sistema de transporte interno, fuentes de energía, fábricas
        para procesar la materia que requiere, plantas de empaquetamiento, e incluso un
        sistema de autodestrucción. En nuestros
        días el término protoplasma si acaso se
        utiliza es en un sentido muy general. La porción
        de protoplasma que se encuentra fuera del núcleo
        se llama citoplasma, y el material interno del
        núcleo se llama nucleoplasma. Los organelos se
        encuentran suspendidos en el componente líquido
        del citoplasma y del nucleoplasma. Cada uno de los
        organelos delimitados por sus membranas forma uno o
        más compartimentos independientes dentro del
        citoplasma. (3)

        Estructura de las células eucariotas y
        sus funciones:
        (4)

        Cuadro 2.2.2-1. Estructura de la célula
        eucariota y sus funciones

    2. Estructura

      Descripción

      Función

      Núcleo
      celular

        

      Núcleo

      Gran estructura rodeada por una doble
      membrana; contiene nucleolo y cromosomas.

      Control de la célula

      Nucleolo

      Cuerpo granular dentro del núcleo;
      consta de ARN y proteínas.

      Lugar de síntesis ribosómica;
      ensamble de subunidades
      ribosómicas.

      Cromosomas

      Compuestos de un complejo de ADN y proteínas, llamado
      cromatina; se observa en forma de estructuras en
      cilindro durante la división
      celular.

      Contiene genes (unidades de información hereditaria que
      gobiernan la estructura y actividad
      celular).

      Sistema de membranas de la
      célula.

      Membrana celular (membrana
      plasmática)

      Membrana limitante de la célula
      viva

      Contiene al citoplasma; regula el paso de
      materiales hacia dentro y fuera de la célula;
      ayuda a mantener la forma celular; comunica a la
      célula con otras.

      Retículo endoplasmático
      (ER)

      Red de membranas internas que se extienden a
      través del citoplasma.

      Sitio de síntesis de lípidos y de proteínas
      de membrana; origen de vesículas
      intracelulares de transporte, que acarrean
      proteínas en proceso de
      secreción.

      Liso

      Carece de ribosomas en su superficie
      externa.

      Biosíntesis de lípidos;
      Destoxicación de medicamentos.

      Rugoso

      Los ribosomas tapizan su superficie
      externa.

      Fabricación de muchas
      proteínas destinadas a secreción o
      incorporación en membranas.

      Ribosomas

      Gránulos compuestos de ARN y
      proteínas; algunos unidos al ER, otros libres
      en el citoplasma.

      Síntesis de
      polipéptidos.

      Aparato de Golgi

      Compuesto de saculaciones membranosas
      planas.

      Modifica, empaca (para secreción) y
      distribuye proteínas a vacuolas y a otros
      organelos.

      Lisosomas

      Sacos membranosos (en animales).

      Contienen enzimas que degradan material
      ingerido, las secreciones y desperdicios
      celulares.

      Vacuolas

      Sacos membranosos (sobre todo en plantas,
      hongos y algas )

      Transporta y almacena material ingerido,
      desperdicios y agua.

      Microcuerpos (ej. Peroximas)

      Sacos membranosos que contienen una gran
      diversidad de enzimas.

      Sitio de muchas reacciones
      metabólicas del organismo.

      Organismos transductores de
      energía

      Mitocondrias

      Sacos que constan de dos membranas; la
      mambrana interna está plegada en
      crestas.

      Lugar de la mayor parte de las reacciones de
      la respiración celular;
      transformación en ATP, de la energía
      proveniente de la glucosa o
      lípidos.

      Plástidos

      Sistema de tres membranas: los cloroplastos
      contienen clorofila en las membranas tilacoideas
      internas.

      La clorofila captura energía
      luminosa; se producen ATP y otros compuestos
      energéticos, que después se utilizan en
      la conversión de CO2 en
      glucosa.

      Citoesqueleto

      Microtúbulos

      Tubos huecos formados por subunidades de
      tubulina.

      Proporcionan soporte estructural;
      intervienen en el movimiento y división
      celulares; forman parte de los cilios, flagelos y
      centriolos.

      Microfilamentos

      Estructuras sólidas,
      cilíndricas formadas por actina.

      Proporcionan soporte estructural; participan
      en el movimiento de las células y organelos,
      así como en la división
      celular.

      Centriolos

      Par de cilindros huecos cerca del centro de
      la célula; cada centriolo consta de 9 grupos de 3
      microtúbulos.

      Durante la división celular en
      animales se forma un uso mitótico entre ambos
      centriolos; en animales puede iniciar y organizar la
      formación de microtúbulos; no existen
      en las plantas superiores.

      Cilios

      Proyecciones más o menos cortas que
      se extienden de la superficie celular; cubiertos por
      la membrana plasmática; compuestos de 2
      microtúbulos centrales y 9 pares periféricos

      Locomoción de algunos organismos
      unicelulares; desplazamiento de materiales en la
      superficie celular de algunos tejidos.

      Flagelos

      Proyecciones largas formadas por 2
      microtúbulos centrales y 9 periféricos;
      se extienden desde la superficie celular; recubiertos
      por mambrana plasmática.

      Locomoción de las células
      espermáticas y de algunos organismos
      unicelulares.

      ORGANIZACIÓN UNICELULAR:

    3. TIPOS DE ORGANIZACIÓN
      CELULAR:

    Células Eucariotas:

    Los organismos Eucariotas son aquellos que contienen una
    estructura llamada núcleo, que se encuentra limitado por
    una membrana. El núcleo sirve para localizar el material
    genético, el ADN.

    El término eucariota significa
    "núcleo verdadero" y se refiere a que el material
    genético de las células, está incluido en un
    núcleo distinto, rodeado por una membrana nuclear. Estas
    células también presentan varios organelos
    limitados por membranas que dividen el citoplasma celular en
    varios compartimentos adicionales. Algunos organelos sólo
    se presentan en algunas variedades celulares específicas.
    Por ejemplo, los cloroplastos, que atrapan la luz solar para
    conversión de energía, se hallan en las
    células que realizan fotosíntesis. Los organelos especializados
    de las células eucariotas les permiten resolver algunos de
    los problemas
    relacionados con su gran tamaño, de manera que pueden ser
    considerablemente más grandes que las células
    procariotas. (5)

    Células procariotas:

    Las células procariotas son aquellas que carecen
    de núcleo, vacuolas, mitocondrias y otros orgánulos
    subcelulares, generalmente son más pequeñas que las
    eucariotas. Son organismos de una sola célula que
    pertenecen al grupo Monera: se incluyen bacterias y algas
    verdeazules o cianobacterias, que no son sino bacterias
    fotosintéticas. El ADN de las células procariotas
    está confinado a una o más regiones nucleares, que
    a veces se denominan nucleoides, los cuales no están
    limitados por una membrana independiente.

    Las células procariotas tienen una membrana
    plasmática que confina el contenido celular a un
    compartimento interno, pero carece de un sistema de membranas
    internas en forma de organelos. En algunas células
    procariotas la membrana plasmática puede plegarse hacia
    adentro y forma un complejo de membranas internas en donde se
    piensa se llevan a cabo las reacciones de transformación
    de energía. Algunas células procariotas
    también tienen una pared celular o membrana externa, que
    es una estructura que encierra a toda la célula, incluida
    la membrana plasmática. (6)

    Virus:

    Los virus o viriones no son seres celulares, dado a que
    no se mueven por si mismos y no son capaces de metabolizar de
    manera independiente: sólo pueden vivir cuando han
    infectado una célula. Un virus consiste en un filamento de
    ADN o de ARN (pero nunca ambos ácidos nucleicos en un
    mismo virus) contenido en una envoltura proteica de forma
    geométrica denominada cápside o cápsida, que
    está integrada por un conjunto de subunidades
    idénticas, los capsómeros, dispuestas en mosaico.
    Los virus pueden presentarse desnudos o bien revestidos de una
    envoltura lipoproteica, procedente de una porción de la
    membrana plasmática de la célula huésped.
    (7)

    ORGANIZACIÓN PLURICELULAR: (8)

    Tejidos vegetales:

    Los vegetales presentan dos tipos de
    organización celular bien diferenciados. Los hongos,
    las algas y las plantas no vasculares en general carecen de
    verdaderos tejidos y vasos; las divisiones celulares tienen lugar
    en un plano y los nutrientes llegan directamente a todas las
    células sin necesidad de un sistema especializado de
    transporte. Es la
    organización tipo talo.

    Las plantas vasculares, adaptadas ya a la vida terrestre
    y aérea, son las que tienen verdaderos tejidos
    diferenciados. Es la organización tipo cormo, con
    raíces, hojas y tallos verdaderos, los tres órganos
    de las plantas superiores.

    Tejidos animales:

    Generalmente los tejidos animales se clasifican en
    cuatro tipos fundamentales: epitelial, conectivo, muscular y
    nervioso. Otras clases de tejidos como el óseo o la
    sangre son
    formas de tejido conectivo.

    Los tejidos se reúnen en forma de órganos
    especializados en un tipo de actividad (corazón,
    estómago, etc.), de forma que un determinado órgano
    puede estar formado por varios tejidos diferentes. Un conjunto de
    órganos coordinados puede desarrollar una función
    específica (por ejemplo, la respiración) constituye
    un aparato. Y un conjunto de órganos de la misma clase de
    tejidos y distribuidos por todo el organismo con una misma
    función es lo que se llama un sistema (sistema nervioso,
    endocrino, etc.).

    PROCESOS CELULARES: (9)

    Metabolismo:

    En todos los seres vivos ocurren reacciones
    químicas esenciales para la nutrición, el
    crecimiento y la reparación de las células,
    así como para la conversión de la energía en
    formas utilizables. La suma de todas estas actividades
    químicas del organismo recibe el nombre de metabolismo.
    Las reacciones metabólicas ocurren de manera
    continúa en todo ser vivo; en el momento en que se
    suspenden se considera que el organismo ha muerto.

    Crecimiento:

    Algunas cosas no vivas parecen crecer. Por ejemplo, se
    forman cristales en una solución sobresaturada de una sal;
    a medida que va saliendo más sal de la solución,
    los cristales crecen más y más. No obstante, ese
    proceso no es crecimiento en el sentido biológico. Los
    biólogos restringen el término crecimiento a los
    procesos que incrementan la cantidad de sustancia viva en el
    organismo. El crecimiento por tanto es, es un aumento de la masa
    celular, como resultado de un incremento del tamaño de las
    células individuales del número de células,
    o de ambos. El crecimiento puede ser uniforme en las diversas
    partes del organismo, o mayor en unas partes que en otras, de
    modo que las proporciones corporales cambian conforme ocurre el
    crecimiento.

    Algunos organismos p. ej. casi todos los árboles
    siguen creciendo en forma definida. Muchos animales tienen un
    periodo de crecimiento, el cual termina cuando se alcanza el
    tamaño característico del adulto. Uno de los
    aspectos más notables del proceso es que cada parte del
    organismo sigue funcionando conforma éste
    crece.

    Movimiento:

    El movimiento, aunque no necesariamente la
    locomoción, es otra característica de los seres
    vivos. El movimiento de casi todos los animales es muy obvio: se
    agitan, raptan, nadan, corren o vuelan. Los movimientos de las
    plantas son mucho más lentos y menos obvios, pero no por
    ello dejan de ser un hecho. El movimiento de flujo del material
    vivo en el interior de las células de las hojas de las
    plantas se conoce como ciclosis.

    La locomoción puede ser el resultado de la
    actividad de diminutas extensiones piliformes llamadas cilios o
    flagelos, de la contracción de los músculos, o del
    lento flujo de una masa de sustancias celulares llamado
    movimiento amiboideo.

    Irritabilidad:

    Los seres vivos reaccionan a los estímulos, que
    son cambios físicos o químicos en su ambiente
    interno o externo. Los estímulos que evocan una
    reacción en la mayoría de los organismos son:
    cambios de color, intensidad
    o dirección de la luz; cambios en temperatura,
    presión
    o sonido, y
    cambios en la composición química del suelo, aire o agua
    circundantes. En los animales complejos, como el ser humano,
    ciertas células del cuerpo están altamente
    especializadas para reaccionar a ciertos tipos de
    estímulos; por ejemplo las células de la retina del
    ojo reaccionan a la luz. En los organismos más simples
    esas células pueden estar ausentes, pero el organismo
    entero reacciona al estímulo. Ciertos organismos celulares
    reaccionan a la luz intensa huyendo de ella.

    La irritabilidad de las plantas no es tan obvia como la
    de los animales, pero también los vegetales reaccionan a
    la luz, la gravedad, el agua y
    otros estímulos, principalmente por crecimiento de su
    cuerpo. El movimiento de flujo del citoplasma de las
    células vegetales se acelera o detiene a causa de las
    variaciones en la intensidad de la luz.

    Reproducción:

    Aunque hubo una época en la que se creía
    que los gusanos se creaban a partir de crines de caballo
    sumergidas en abrevaderos, que los gusanos de la carne se
    originaban a partir de ésta, y que las ranas
    surgían del fango del Nilo, ahora se sabe que cada uno de
    esos organismos sólo puede provenir de organismos
    preexistentes. Uno de los principios
    fundamentales de la biología es que "toda vida proviene
    exclusivamente de los seres vivos". Si existe alguna
    característica que pueda considerarse la esencia misma de
    la vida, ésta es la capacidad que tienen los organismos de
    reproducirse.

    En el caso de los organismos más simples, como
    las amibas, la reproducción puede ser asexual; es decir,
    sin contacto sexual. Cuando una amiba alcanza cierto
    tamaño, se reproduce partiéndose en dos, y forma
    dos amibas nuevas. Antes de dividirse, cada amiba produce un
    duplicado de su material genético, de modo que cada amiba
    hija, es idéntica a la célula
    progenitora.

    En casi todas las plantas y animales, la
    reproducción sexual se realiza mediante la
    reproducción de células especializadas llamadas
    óvulos y espermatozoides, las cuales se unen y forman el
    óvulo fecundado, o cigoto, del que nace el nuevo
    organismo. Cuando la reproducción es sexual, cada
    descendiente es el producto de la
    interacción de diversos genes, aportados por la madre y el
    padre, en vez de ser idéntico al progenitor, como sucede
    en el proceso asexual. La variación genética
    es la materia prima
    sobre la cual actúan los procesos vitales de la evolución y la
    adaptación.

    Adaptación:

    La capacidad que muestra una
    especie para adaptarse a su ambiente es la característica
    que les permite sobrevivir en un mundo en constante cambio. Las
    adaptaciones son rasgos que incrementan la capacidad de
    sobrevivir en un ambiente determinado. Dichas adaptaciones pueden
    ser estructurales, fisiológicas o conductuales, o una
    combinación de ellas.

    La adaptación trae consigo cambios en la especie,
    mas que en el individuo. Si todo organismo de una especie fuera
    exactamente idéntico a los demás, cualquier cambio
    en el ambiente sería desastroso para todos ellos, de modo
    que la especie se extinguiría. La mayor parte de las
    adaptaciones se producen durante periodos muy prolongados de
    tiempo, y en
    ellas intervienen varias generaciones. Las adaptaciones son
    resultado de los procesos evolutivos.

    HOMEOSTASIS Y TRANSPORTE A TRAVES DE
    MEMBRANA:

    HOMEOSTASIS:

    En todos los organismos, los diversos procesos
    metabólicos deben ser cuidadosos y constantemente
    regulados para mantener un estado de
    equilibrio.
    Cuando ya se sintetizó una cantidad suficiente de un
    componente celular, es necesario reducir su producción o suspenderla por completo.
    Cuando declina la cantidad de energía disponible en una
    célula, es necesario que entren en funcionamiento los
    procesos adecuados para poner a disposición de la
    célula nueva energía. Estos mecanismos
    autorregulados de control son notablemente sensibles y
    eficientes. La tendencia de los organismos a mantener un medio
    interno constante se denomina homeostasis, y
    los mecanismos que realizan esa tarea se llaman mecanismos
    homeostáticos.

    La regulación de la temperatura corporal en el
    ser humano es un ejemplo de la operación de tales
    mecanismos. Cuando la temperatura del cuerpo se eleva por arriba
    de su nivel normal de 37°C, la temperatura de la sangre es
    detectada por células especializadas del cerebro que
    funcionan como un termostato. Dichas células envían
    impulsos nerviosos hacia las glándulas sudoríparas
    e incrementan la secreción del sudor. La
    evaporación del sudor que humedece la superficie del
    cuerpo reduce la temperatura corporal. Otros impulsos nerviosos
    provocan la dilatación de los capilares sanguíneos
    de la piel, haciendo
    que esta se sonroje. El aumento de flujo sanguíneo en la
    piel lleva más calor hacia la
    superficie corporal para que desde ahí se disipe la
    radiación.

    Cuando la temperatura del cuerpo desciende por debajo de
    su nivel normal, el sensor del cerebro inicia una serie de
    impulsos que constriñen los vasos sanguíneos de la
    piel, reduciendo así la pérdida de calor a
    través de la superficie. Si la temperatura corporal
    desciende aún más, el cerebro empieza a enviar
    impulsos nerviosos hasta los músculos, estimulando las
    rápidas contracciones musculares conocidas como
    escalofríos, un proceso que tiene como resultado la
    generación de calor. (10)

    TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANA: (11)

    El hecho de que una membrana permita el paso de las
    moléculas de cierta sustancia depende de la estructura de
    aquella y el tamaño y carga eléctrica de las
    moléculas. Se dice que una membrana es permeable para
    alguna sustancia si permite que ésta la cruce e
    impermeable si no permite el paso de dicha sustancia. Una
    membrana selectivamente permeable permite el paso de algunas
    sustancias pero no el de otras. Todas las membranas
    biológicas que rodean las células, núcleos,
    vacuolas, mitocondrias, cloroplastos y otros organelos celulares
    son selectivamente permeables.

    Al reaccionar a las condiciones ambientales cambiantes a
    las diversas necesidades de la célula, la membrana puede
    constituir una barrera al paso de un compuesto determinado en
    cierto momento, mientras promueve activamente su paso en otro
    momento. Mediante la regulación del tráfico
    químico de esa manera, la célula controla su propia
    composición interna de iones y moléculas que puede
    ser muy diferente a la del exterior. En el mundo abiótico,
    los materiales se mueven pasivamente por procesos físicos
    como la difusión. En los seres bióticos, los
    materiales también se mueven activamente por procesos
    fisiológicos como transporte activo, exocitosis y
    endocitosis. Esos procesos fisiológicos activos demandan
    un gasto de energía por parte de la
    célula.

    Difusión:

    Algunas sustancias se desplazan hacia adentro y afuera
    de las células, y se mueven dentro de éstas por
    medio de un proceso llamado difusión simple, el cual se
    basa en el desplazamiento al azar. A temperaturas mayores al cero
    absoluto, todos los átomos y moléculas poseen
    energía cinética, o energía de movimiento.
    Los tres estados de la materia (sólido, liquido y gaseoso)
    difieren con respecto a la libertad del
    movimiento de las moléculas que los constituyen. Las
    moléculas del estado sólido se encuentran muy cerca
    una de otra, y las fuerzas de atracción entre ellas les
    permiten vibrar, pero no desplazarse. Las moléculas de un
    líquido se encuentran más separadas entre
    sí, respecto a las de un sólido; las fuerzas
    intermoleculares son más débiles, y las
    moléculas se desplazan con relativa libertad; en el estado
    gaseoso, las moléculas están tan separadas que las
    fuerzas intermoleculares son mínimas y por tanto el
    desplazamiento de las moléculas sólo está
    limitado por las paredes del recipiente que las contiene. Esto
    significa que los átomos y moléculas de
    líquidos y gases se
    separan en una especie de "desplazamiento al azar". A este
    desplazamiento se atribuye el proceso de difusión,
    movimiento neto de partículas (átomos, iones,
    moléculas, etc.) de una región de alta
    concentración a una de concentración más
    baja, de manera que las partículas adquieren una distribución uniforme. Por tanto puede
    decirse que la difusión implica el movimiento neto de
    partículas a favor de un gradiente de
    concentración. Esto no significa que las partículas
    no puedan desplazarse en sentido contrario al gradiente de
    concentración. Sin embargo, si al inicio hay mayor
    cantidad de partículas en una región de
    concentración elevada, lógicamente más
    partículas se desplazarán desde la zona de alta
    concentración hacia la de baja concentración, que a
    la inversa. La proporción de difusión está
    en función del tamaño y forma de las
    moléculas, de sus cargas eléctricas y de la
    temperatura, las moléculas se mueven con mayor rapidez y
    aumenta la proporción de difusión.

    Diálisis:

    La difusión de un soluto a través de una
    membrana diferencialmente permeable se llama diálisis.
    Para demostrar la diálisis se utiliza una bolsa de
    celofán llena con una solución de azúcar,
    que luego se sumerge en un matraz que contiene agua pura. Si la
    membrana de celofán es permeable al azúcar y al
    agua, las moléculas de azúcar pasarán a
    través de ella hasta que la concentración de
    azúcar en el agua de los dos lados de la membrana sea
    exactamente igual. A partir de ese momento, las moléculas
    de soluto (así como también las moléculas de
    agua) seguirán pasando a través de la membrana,
    pero ya no habrá ningún cambio neto en las
    concentraciones ya que la velocidad de
    movimiento será igual en ambos sentidos. La
    diálisis renal es una aplicación práctica de
    este proceso; los productos de
    desecho, que se difunden a través de las membranas
    artificiales del aparato, pueden retirarse del organismo, pero
    los eritrocitos, proteínas sanguíneas y otras
    moléculas grandes, no se difunden a través de la
    membrana, y por tanto se retendrán en el
    organismo.

    Osmosis:

    La ósmosis es una variedad especial de
    difusión que implica el movimiento de moléculas
    solventes (p. ej., agua) a través de una membrana de
    permeabilidad selectiva. Las moléculas de agua pasan
    libremente en cualquier dirección, pero al igual que en
    todos los procesos de difusión, el movimiento neto ocurre
    a partir de la región de mayor concentración a la
    de menor. La mayor parte de los solutos no puede difundirse
    libremente a través de la membrana celular de
    permeabilidad selectiva.

    Los principios que intervienen en el proceso de
    ósmosis se ilustran mediante la utilización de un
    aparato llamado tubo en U, éste se divide en dos secciones
    por una membrana de permeabilidad selectiva que permite que las
    moléculas de soluto (glucosa, sal y otras). En una parte
    del tubo se coloca una solución de agua y solutos; en la
    otra se coloca agua pura. La solución de agua y solutos
    contiene una concentración de agua menor a la del agua
    pura, porque las moléculas de soluto han diluido las
    moléculas de agua. Por tanto, hay un movimiento neto de
    moléculas de agua del lado del agua pura (con mayor
    concentración de moléculas de agua) hacia el lado
    del agua con soluto (que tiene menor concentración de
    moléculas de agua), como resultado de esto el nivel del
    líquido del lado del agua pura disminuye, mientras que se
    eleva el del lado del agua con soluto. Sin embargo aún
    existe una diferencia en la concentración de las
    moléculas de agua entre ambos lados, debido a que las
    moléculas de soluto no pueden moverse a través de
    la membrana. El movimiento neto de agua continuará, y el
    nivel del líquido del lado del agua con soluto
    seguirá aumentando. En condiciones no sujetas a la
    gravedad, este proceso continuará indefinidamente, pero en
    la tierra, el
    peso de la columna del líquido en aumento finalmente
    ejercerá una presión suficiente para detener el
    cambio en los niveles del líquido, aunque las
    moléculas de agua continuarán pasando a
    través de la membrana en ambas direcciones.

    La presión osmótica de una solución
    se define como la tendencia que presenta el agua de moverse hacia
    dicha solución mediante ósmosis.

    Soluciones isotónicas, hipertónicas e
    hipotónicas:

    Con frecuencia deseamos comparar las presiones
    osmóticas de dos soluciones. En
    todo líquido de los compartimentos de las células
    vivas se encuentran disueltas sales, azúcares y otras
    sustancias que le confieren a dicho líquido una
    determinada presión osmótica. Cuando una
    célula se coloca en una solución, cuya
    presión osmótica es igual a la suya, no hay
    movimiento neto de partículas de agua, ni hacia fuera ni
    hacia dentro de ella; por tanto la célula no se hincha ni
    se encoge. Se dice que el líquido en el cual se
    colocó la célula es un líquido
    isotónico (es decir que tiene presión
    osmótica igual) con respecto al líquido interior de
    la célula.

    Si el líquido circundante tiene una
    concentración de solutos mayor que la del líquido
    intracelular y, por tanto, una presión osmótica
    mayor que la de éste se dice que es una solución
    hipertónica; una célula colocada en una
    solución hipertónica pierde agua y por tanto, se
    encoge. Cuando una célula con pared celular se coloca se
    coloca en un medio hipertónico pierde agua, y entonces su
    contenido disminuye dentro de la pared celular; este proceso se
    llama plasmólisis.

    Si el líquido circundante posee una
    concentración de solutos menor que la del líquido
    intacelular, y por tanto tiene una presión osmótica
    menor que la de éste, se denomina solución
    hipotónica; en estas circunstancias, el
    líquido se desplazará hacia el interior de la
    célula provocando que ésta se hinche.

    Presión de turgencia:

    Las paredes celulares rígidas de células
    vegetales, algas, bacterias y hongos hacen posible que esos
    organismos vivan sin reventar en un medio externo muy diluido,
    que contenga una concentración muy baja de solutos. Debido
    a las sustancias disueltas en el citoplasma, las células
    son hipertónicas respecto al medio externo. (El medio
    circundante es hipotónico respecto al citoplasma). El agua
    tiende a difundirse hacia el interior de las células por
    ósmosis, llenando sus vacuolas centrales y
    distendiéndolas. La célula se hincha acumulando
    presión, llamada presión de turgencia, contra las
    paredes celulares rígidas de celulosa. La pared celular
    puede estirarse muy poco, y se alcanza un estado de equilibrio
    cuando su resistencia
    impide que la célula se hinche más. Al llegar a
    este punto ya no hay movimiento neto de moléculas de agua
    hacia el interior de la célula (aunque desde luego, las
    moléculas continúan moviéndose hacia dentro
    y hacia fuera de la membrana). La presión de turgencia es
    un factor importante en el sostén del cuerpo de las
    plantas herbáceas. Por este motivo, una flor se marchita
    cuando la presión de turgencia de sus células
    disminuye (las células han sufrido plasmólisis) por
    falta de agua.

    Transporte mediado de moléculas
    pequeñas:

    La membrana celular es relativamente impermeable a casi
    todas las grandes moléculas polares. Esto constituye una
    ventaja biológica para la célula, ya que casi todos
    los compuestos metabolizados en su interior son polares y la
    impermeabilidad de la membrana impide su pérdida por
    difusión. Para transportar nutrientes polares, como
    glucosa y aminoácidos, a través de la membrana
    lipídica hacia el interior de la célula, han
    aparecido por evolución sistemas de
    proteínas transportadoras que se unen a esas
    moléculas y las transfieren a través de la
    membrana. El paso de solutos a través de la membrana
    celular por el sistema de transporte se llama transporte mediado.
    La energía que se necesita proviene de dos fuentes:
    difusión facilitada y transporte activo.

    Difusión facilitada:

    En los casos más simples, la célula
    utiliza la energía almacenada por el gradiente de
    concentración de una sustancia cuya concentración
    es mayor en el líquido extracelular que el intracelular.
    En estas circunstancias, mientras la membrana sea permeable a
    dicha sustancia, ésta se desplazará hacia el
    interior de la célula. Este tipo de transporte se llama
    difusión facilitada. La difusión facilitada depende
    de la existencia de proteínas transportadoras, las cuales
    se combinan temporalmente con la molécula de soluto para
    acelerar el paso de ésta a través de la membrana
    celular. La proteína transportadora no se modifica por
    ésta acción; después de transportar la
    molécula de soluto, queda libre para unirse a una nueva
    molécula.

    Transporte activo mediado:

    Algunas moléculas se transportan a través
    de la célula mediante el proceso de difusión; otras
    las requiere la célula en concentraciones mayores a su
    concentración extracelular. Estas moléculas se
    incorporan mediante mecanismos de transporte activo. Este
    mecanismo exige una fuente de energía debido a que el
    transporte activo implica el "bombeo" de una molécula en
    contra de su gradiente de concentración. Por tanto los
    sistemas de transporte activo utilizan energía generada
    por el metabolismo celular en forma de trifosfato de adenosina
    (ATP) o bien utilizan algún otro tipo de energía
    almacenada, derivada de la hidrólisis del ATP.

    Uno de los ejemplos más sorprendentes de los
    mecanismos de transporte activo es la bomba de sodio y potasio
    que se observa en todas las células animales.

    Sistema de cotransporte:

    El gradiente electroquímico generado por la bomba
    de sodio y potasio también proporciona suficiente
    energía para propiciar el transporte activo de otras
    moléculas esenciales. En estas reacciones, el gradiente de
    concentración de sodio y potasio cotransporta las
    moléculas requeridas, junto con los iones de sodio y
    potasio. La energía del ATP se usa en forma indirecta al
    favorecer el transporte activo de una molécula requerida,
    cuando une el transporte de dicha molécula en contra de su
    gradiente de concentración, con el transporte de sodio o
    potasio, a favor de su gradiente de
    concentración.

    Sistema de transporte múltiple
    integrado:

    En algunas células se observa el funcionamiento
    de más de un sistema de transporte para una sustancia
    determinada. Por ejemplo, el transporte de la glucosa del
    intestino hacia el torrente circulatorio se lleva a cabo a
    través de una delgada capa de células epiteliales
    que recubren la luz del intestino y que poseen regiones
    especializadas, o dominios, en su membrana plasmática. La
    superficie de éstas células, expuesta en el
    intestino, posee una gran cantidad de microvellosidades que
    incrementan con eficacia la
    superficie de membrana disponible para absorción. El
    transporte de glucosa en esta zona de la superficie celular es
    parte de un sistema de transporte activo que se efectúa en
    cotransporte con el sodio. La concentración intracelular
    de sodio se mantiene en cifras bajas por función de una
    bomba de sodio y potasio en la superficie opuesta de la
    célula, que bombea el sodio hacia el torrente
    circulatorio. Gracias a su elevada concentración dentro de
    la célula, la glucosa puede ser transportada hacia el
    torrente circulatorio mediante difusión
    facilitada.

    Transporte de grandes moléculas a
    través de las membranas:

    En la difusión simple, en la difusión
    facilitada y en el transporte activo las moléculas
    individuales y los iones pasan a través de la membrana
    celular. Sin embargo en ocasiones también es necesario el
    desplazamiento de cantidades más grandes de material o de
    partículas de alimento o incluso de células
    completas, hacia afuera o adentro de una célula. Esto
    implica un gasto de energía por parte de la célula
    y en ocasiones conlleva también la fusión de
    membranas. En la exocitosis una célula expulsa productos
    de desecho o productos específicos de secreción
    (como hormonas),
    mediante la fusión de una vesícula con la membrana
    plasmática de la célula. La exocitosis consiste en
    la fusión de la membrana de la vesícula secretora
    con la membrana plasmática.

    En la endocitosis, la célula incorpora materiales
    hacia su interior. En los sistemas biológicos operan
    varios mecanismos endocitóticos. Por ejemplo en la
    fagocitosis, la célula ingiere partículas
    sólidas como bacterias o nutrientes. Durante la
    ingestión los pliegues de la membrana celular engloban a
    la partícula, que se ha unido a la superficie celular, y
    forman una vacuola alrededor de ella. Una vez que la membrana ha
    encerrado a la partícula en cuestión, se4 fusiona
    en el punto de contacto, dejando que la vacuola flote libremente
    en el citoplasma. Posteriormente la vacuola se fusiona con los
    lisosomas, donde el material es ingerido y degradado.

    En otro tipo de endocitosis llamada pinocitosis, la
    célula incorpora materiales disueltos. Algunos pliegues de
    la membrana plasmática engloban gotas de líquido,
    las cuales emergen en el citoplasma en forma de pequeñas
    vesículas.

    Otro tipo de endocitosis llamado endocitosis mediada por
    receptor, algunas proteínas específicas de
    determinadas partículas se unen a proteínas
    receptoras, localizadas en la membrana plasmática de la
    célula. Luego, las moléculas ligadas al receptor
    emigran en placas recubiertas, que son regiones de la superficie
    citoplasmática de la membrana recubiertas con estructuras
    en forma de cepillo.

    FOTOSINTESIS Y RESPIRACION:

    FOTOSINTESIS: (12)

    La fotosíntesis es una de las funciones
    biológicas fundamentales. Por medio de la clorofila
    contenida en los cloroplastos, los vegetales verdes son capaces
    de absorber la energía que la luz solar emite como
    fotones y transformarla en energía química. Esta
    se acumula en las uniones químicas producidas por la
    síntesis de muchos principios nutritivos. Las
    mitocondrias son susceptibles de utilizar y transformar la
    energía contenida en las sustancias alimenticias
    mediante la fosforilación oxidativa. En la
    fotosíntesis ocurre, hasta cierto punto, un proceso
    inverso. En los procariotas fotosintéticos, bacterias y
    cianofíceas, no hay cloroplastos, pero la clorofila se
    encuentra en extensos sistemas membranosos internos.

    Los cloroplastos y las mitocondrias tienen muchas
    semejanzas estructurales y funcionales, pero también
    poseen algunas diferencias.

    La principal reacción de la fotosíntesis
    es:

    Luz, clorofila

    nCO2 + H2O (CH2O)n
    + nO2 (1)

    que consiste en la combinación de
    CO2 y H2O para formar carbohidratos con liberación de
    O2.

    Se ha calculado que cada molécula de
    CO2 de la atmósfera, se incorpora al vegetal cada
    200 años, y que el oxígeno del aire es renovado por las
    plantas cada 2000 años. Sin plantas no existiría
    O2 en la atmósfera y la vida sería
    casi imposible.

    Los carbohidratos formados al principio por la
    fotosíntesis son azúcares solubles que pueden
    acumularse como granos de almidón o de otros
    polisacáridos dentro del cloroplasto o, más
    frecuentemente, en el interior de los leucoplastos
    (amiloplastos). Después de varias etapas que involucran
    la participación de diferentes tipos de plástidos
    y de sistemas enzimáticos, el material
    fotosintético se almacena como un producto de reserva o
    bien se emplea como una parte estructural del vegetal (ej.
    celulosa).

    Desde los primeros estudios, se sugirió que en
    la reacción (1) el H2O era el dador de
    hidrógeno, del mismo modo que el H2S es el dador en las
    sulfobacterias.

    luz

    2H2S + CO2 (CH2O) +
    2S + H2O (2)

    Por tanto, la reacción (1) en las plantas
    superiores puede expresarse:

    luz

    2nH2O + nCO2 (CH2O)n
    + nH2O + nO2 (3)

    La reacción (3) demuestra que el agua es el
    dador de H2 y que todo el O2 liberado
    proviene de ella.

    Los estudios bioquímicos revelaron que la
    reacción (3) estaba compuesta por una serie de pasos
    complejos, de los cuales algunos se producen sólo en
    presencia de luz, mientras que los otros pueden llevarse a cabo
    también en la oscuridad. Por lo tanto, se las denomina
    reacciones en la luz y en la oscuridad. En la primera, la luz
    es absorbida y empleada por la clorofila; ésta es la
    reacción fotoquímica o de Hill. En la segunda,
    tiene lugar la fijación y reducción del
    CO2 por medio de mecanismos
    termoquímicos.

     

    Reacción fotoquímica:

    Al estudiar la reacción fotoquímica es
    necesario tener presente el proceso de la oxidación
    fosforilativa de las mitocondrias. En ésta el flujo de
    los electrones va desde NADH2 hacia O2, siendo el
    gradiente de potencial de oxidoreducción (-0,6 a
    +0,81V). En la fotosíntesis es a la inversa: los
    electrones fluyen desde el H2O al NADPH2,
    es decir de +0,81 a –0,6 V.

    La reacción fotoquímica o primaria de la
    fotosíntesis tiene lugar en las membranas de los
    tilacoides. Cuando éstas son iluminadas se produce la
    transferencia de electrones desde el agua (E'o=0,81V) al
    aceptor final (E'o=-0,6V). Para que esa transferencia pueda
    cumplirse en contra del gradiente electroquímico es
    indispensable la energía provista por los fotones de
    luz. Este proceso tiene lugar en una cadena de transportadores
    de electrones acoplados a la fosforilación del ADP a
    ATP.

    A diferencia de la fosforilación oxidativa de
    las mitocondrias, en la fotofosforilación no se emplea
    O2. Mediante la fotofosforilación, los
    vegetales verdes pueden producir una cantidad de ATP 30 veces
    mayor que la obtenida en sus propias mitocondrias. Por otra
    parte éstas plantas contienen muchos más
    cloroplastos que mitocondrias.

    Ciclo fotosintético de la reducción
    del carbono o
    ciclo de Calvin:

    Las moléculas de ATP y NADPH2,
    producidas en el tilacoide proveen, a las enzimas del estroma
    del cloroplasto, de la energía necesaria para fijar el
    CO2 y sintetizar los carbohidratos. Junto con la
    energía proporcionada por el ATP, el NADPH2
    reducido, es capaz de reducir el CO2
    atmosférico y combinarlo con el hidrógeno para
    formar los diferentes carbohidratos. Este proceso comprende
    diversos pasos que han sido dilucidados fundamentalmente
    mediante el uso de CO2 radiactivo. Las reacciones
    involucradas son tan rápidas que se completan en un
    segundo o menos después del agregado de
    C14O2. Tienen lugar en la oscuridad
    total, si las plantas fueron expuestas previamente a la
    luz.

    En células expuestas al
    C14O2 durante 5 segundos, el compuesto
    predominante es el 3-fosfoglicerato. Dos moléculas de
    triosafosfato se unen para formar hexosa (fructosa) difosfato,
    de la que deriva luego la glucosa fosfato. A partir de
    ésta última se originan varios disacáridos
    y polisacáridos.

    La enzima inicial del ciclo de Calvin es la ribulosa
    1,5 difosfato carboxilasa o carboxidismutasa, que tiene un alto
    peso molecular (500000 dalton), con ocho subunidades grandes
    producidas en el cloroplasto y ocho más pequeñas
    sintetizadas en el citosol. Esta enzima representa la mitad de
    las proteínas del estroma y desempeña el papel
    central del ciclo al combinar una pentosa-ribulosa 1,5
    difosfato con un CO2 para producir dos
    moléculas de 3-fosfoglicerato, utilizando una de
    H2O.

    Esta triosa se fosforila luego con ATP y se forma una
    molécula activada que puede aceptar H+ y
    electrones a partir de NADPH. Se trata del
    3-fosfogliceraldehido, que luego se reduce para constituir
    hexosas y carbohidratos más complejos.

    Calvin y Benson propusieron que en cada vuelta de
    éste ciclo (también llamado ciclo C3) se regenera
    una molécula de ribulosa 1,5 difosfato. Tal proceso de
    regeneración es muy complejo y comprende unas 12
    reacciones enzimáticas. Para producir una hexosa a
    partir de la fijación de CO2 se necesitan 6 vueltas del
    ciclo.

    La clásica ecuación para la
    síntesis de una hexosa es:

    luz

    6CO2 + 12H2O
    C6H12O6 + 6O2 +
    6H2O (4)

    En ella se produce la acumulación de 686
    kcal/mol de hexosa. Esta energía es provista por 12
    NADPH y 18 ATP, que en total representan 877 kcal/mol. Por lo
    tanto, la eficiencia del
    proceso alcanza al 78%.

     

    Ciclo C 4:

    Además del ciclo de Calvin (que se halla en la
    mayoría de las plantas superiores) en cierto
    número de especies de angiospermas se encuentra el ciclo
    C4. Desde el punto de vista de la biología celular es de
    gran interés
    que ambos ciclos, el C4 y el C3, se hallan integrados en la
    misma planta.

    En las células mesófilas se asimila el
    CO2 por la carboxilación del
    fosfoenolpiruvato (PEP), lo que da origen a los ácidos
    C4, como aspartato y malato. El CO2 que sale por
    descarboxilación entra en el ciclo de Calvin y da origen
    al 3-fosfoglicerato, mientras que los productos C3 pueden
    volver a la célula mesófila y entrar en el ciclo
    C4.

     

    RESPIRACION CELULAR:

    Al igual que las células animales, las
    vegetales efectúan las reacciones de la
    respiración celular, principalmente en sus mitocondrias,
    utilizando para ello sustratos como la glucosa y produciendo
    CO2. En estas reacciones hay producción de
    ATP, el cual sirve para impulsar los procesos
    metabólicos de las células. Además en
    determinadas condiciones, muchas plantas utilizan
    oxígeno y producen CO2 a través de un
    proceso diferente llamado fotorrespiración.

    En días de sol intenso, cuando el clima es
    caliente y seco, las células vegetales cierran sus
    estomas (pequeños poros de la superficie foliar) para
    evitar la pérdida de agua a través de las hojas.
    Esta respuesta impide la deshidratación pero al mismo
    tiempo el paso de CO2 al interior de la hoja. Al
    llevar a cabo la fotosíntesis en estas condiciones, el
    CO2 es expulsado y la concentración de
    oxígeno aumenta. Cuando la concentración de
    oxígeno en la hoja es mayor que la concentración
    de CO2, el oxígeno se combina en vez del
    CO2, con el sitio activo de la ribulosa difosfato
    carboxilasa. Esta enzima es una oxigenasa y al mismo tiempo es
    una carboxilasa; el CO2 y el carbono y el
    oxígeno compiten entre sí por el sitio activo de
    esta enzima. Cuando actúa como carboxilasa, cataliza la
    combinación del CO2 con la ribulosa 1,5
    difosfato y el oxígeno molecular, formando un compuesto
    de tres carbonos, el 3-fosfoglicerato, y uno de dos carbonos,
    el 2-fosfoglicolato. El fosfoglicolato se hidroliza, formando
    el glicolato y fosfato inorgánico. Luego el glicolato
    abandona el cloroplasto y más adelante se metaboliza en
    un glioxisoma. El glicolato se convierte en glioxilato,
    liberando peróxido de hidrógeno. Posteriormente
    el glioxilato se metaboliza en las mitocondrias, formando
    CO2.

    La fotorrespiración consume hasta 50% del
    CO2 fijado en el ciclo de Calvin; por tanto parece
    ser un proceso de desgaste sin beneficio aparente para la
    planta. Si pudiera disminuirse la fotorrespiración,
    podría aumentarse el abastecimiento de alimento.
    Nótese que las plantas C4 fijan CO2 en
    condiciones que provocarían la fotorrespiración
    en las plantas C3.

     

    2.2.7.1.- ÁCIDOS
    NUCLEICOS

    2.2.7.1.1.- Estructura molecular.-

    Deseamos proponer una estructura para la sal del
    ácido desoxirribonucleico (ADN). Esta estructura presenta
    características nuevas que son de considerable
    interés biológico.

    Pauling y Corey ya han propuesto una estructura para el
    ácido nucleico. Con gentileza nos brindaron su manuscrito
    aun antes de publicarlo. Su modelo consta
    de tres cadenas entrelazadas, cuyos fosfatos se encuentran cerca
    del eje de fibra, mientras que, las bases dan al exterior. En
    nuestra opinión, esa estructura es insatisfactoria por dos
    razones: (1) Creemos que el material que produce los diagramas de
    rayos X es la
    sal, no el ácido libre. Sin los átomos de
    hidrógeno acídicos no esta claro que fuerzas
    podrían mantener unida la estructura, de manera especial
    dado que los fosfatos cargados negativamente que hay cerca del
    eje se repelerían unos a otros; (2) Algunas de las
    distancias de Van der Waals parecen demasiado
    pequeñas.

    Fraser (en prensa) ha
    propuesto también otra estructura de tres cadenas. En su
    modelo, los fosfatos están por fuera y las bases en el
    interior , unidas por enlaces de hidrógeno. Es una
    estructura algo deficientemente definida, cual se describe, y por
    lo mismo no la comentaremos.

    Deseamos proponer una estructura radicalmente diferente
    para la sal del ácido desoxirribonucleico. En una
    estructura de dos cadenas helicoidales enrollada en torno al mismo
    eje. Hemos hecho los supuestos químicos usuales, a saber,
    que cada cadena consta de grupos diésteres de fosfasto
    unidos a residuos de b-D-Desoxirribofuranosa con enlaces de 3',
    5'. Ambas cadenas (que no las bases) se encuentran relacionadas
    por una diada perpendicular al eje de fibra. Las dos cadenas
    siguen un giro hacia la derecha, pero por la diada las secuencias
    de loa átomos de ambas cadenas corren en dirección
    contraria. Cada cadena se parece algo al modelo N° 1 de
    Furberg, o sea, las bases están en el interior de la
    hélice y los fosfatos por fuera . La configuración
    del azúcar y de los átomos cercanos a él se
    acerca a la "configuración estándar" de Furberg,
    con el azúcar más o menos perpendicular a la base
    que lleva adherida. En cada cadena hay un residuo cada 3-4 A en
    dirección -z. Hemos supuesto un ángulo de 36°
    entre residuos ayacentes en la misma cadena, de manera que la
    estructura se repite en cada cadena después de 10
    residuos, o sea, después de 34 A. La distancia de un
    átomo
    de fósforo al eje de fibra es de 10 A. Como los fosfatos
    están en el exterior, los cationes les llegan
    fácilmente.

    Es una estructura abierta y su contenido de agua es
    más bien alto. Si el de agua fuera inferior cabría
    esperar que las bases se inclinaran, de donde la estructura
    resultaría más compacta.

    La estructura tiene de característica novel el
    modo como se mantienen las dos cadenas por las bases
    purínicas y pirimidínicas . Los planos de las bases
    son perpendiculares al eje de fibra. Van en pares, de forma que
    cada base de una cadena se enlaza por medio de hidrógeno
    con otra base de otra cadena, una al lado de otra con
    idénticas coordenadas -z. Para que pueda ocurrir el
    enlace, un elemento del par ha de ser de una purina y el otro de
    una pirimidina. Los enlaces de hidrógeno son como sigue:
    posición purínica 1 a posición
    pirimidínica 1; posición purínica 6 a
    posición pirimidínica 6.

    Si se supone que las bases sólo ocurren en la
    estructura en las formas tautoméricas más
    plausibles (o sea, con las configuraciones keto y no con la enol)
    resulta que sólo se pueden enlazar pares
    específicos de bases . Dichos pares: adenina (purina) con
    timina (pirimidina), y guan (purina) citosina
    (pirimidina).

    En otras palabras, si una adenina forma un miembro del
    par, en ambas cadenas, entonces de tal supuesto el otro miembro
    ha de ser timina, y lo mismo vale para la guanina y la citosina.
    La secuencia de bases de una cadena no parece tener
    restricción de ningún tipo. Sin embargo, si solo se
    pueden formar pares específicos de bases, se sigue que
    sabiendo la secuencia de bases de una cadena se puede determinar
    automáticamente la secuencia en la otra cadena.

    Se ha visto experimentalmente que la proporción
    en la cantidad de adenina frente a la timina, y la
    proporción de guanina a citosina, son siempre muy
    próximas a la unidad en el ácido
    desoxirribonucleico.

    Quizá sea imposible construir esta estructura con
    un azúcar de ribosa en vez de la desoxirribosa, puesto que
    el átomo de oxigeno extra
    acercaría demasiado la distancia de Van der
    Waals.

    Los datos de rayos X
    antes publicados sobre el ácido desoxirribonucleico para
    comprobar con rigor nuestra estructura. Hasta donde podemos
    afirmar es compatible en general con los datos experimentales,
    pero se ha de considerar como no probada hasta compulsarla con
    resultados más exactos. En las siguientes comunicaciones
    se presentan algunos de éstos. No nos habíamos
    percatado de los detalles de los resultados allí
    presentados, al idear la estructura , que se basa principalmente
    en datos experimentales publicados ( aunque no del todo) y en
    argumentos estereoquímicos.

    No se nos ha escapado que el apareamiento
    específico que hemos postulado sugiere de inmediato la
    existencia de un posible mecanismo de copiado de material
    genético.

    Los detalles completos de la estructura , incluidas las
    condiciones supuestas para construirla, junto con un par de
    coordenadas de los átomos, se publicarán en otra
    parte.

    Estamos muy en deuda con el Dr. Jerry Donohue, por su
    constante consejo y crítica, sobre todo respecto de las
    distancias interatómicas . Nos ha estimulado asimismo el
    haber tenido conocimiento,
    de una manera general , de los resultados inéditos de
    experimentos y
    de ideas del Dr. M.H.F. Wilkins, de la Dra. R. E. Flanklin y sus
    colaboradores en el King's College, Londres. Uno de nosotros (J.
    D.W.) dispone de la ayuda de una beca de la Fundación
    Nacional pro Parálisis Infantil.

     

    2.2.7.2.-Síntesis de
    proteínas

    La traducción del ARNm

    2.2.7.2.1.-INTRODUCCION

    El ARN mensajero es el que lleva la información
    para la síntesis de proteínas, es decir, determina
    el orden en que se unirán los
    aminoácidos

    La síntesis de proteínas o
    traducción tiene lugar en los ribosomas del
    citoplasma celular. Los aminoácidos son transportados por
    el ARN de transferencia (ARNt) , específico para cada uno
    de ellos, y son llevados hasta el ARN mensajero (ARNm),
    dónde se aparean el codón de éste y
    el anticodón del ARN de transferencia, por
    complementariedad de bases, y de ésta forma se
    sitúan en la posición que les
    corresponde.

    Una vez finalizada la síntesis de una
    proteína, el ARN mensajero queda libre y puede ser
    leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente que antes de
    que finalice una proteína
    ya está comenzando
    otra, con lo cual, una misma molécula de ARN mensajero,
    está siendo utilizada por varios ribosomas
    simultáneamente.

    • Los ARNt desempeñan un papel central en la
      síntesis de las proteínas

    La síntesis proteica tiene lugar en el ribosoma,
    que se arma en el citosol a partir de dos subunidades
    riborrucleoproteicas provenientes del nucléolo. En el
    ribosoma el ARN mensajero (ARNm) se traduce en una
    proteína, para lo cual se requiere también la
    intervención de los ARN de transferencia (ARNt). El trabajo de
    los ARNt consiste en tomar del citosol a los aminoácidos y
    conducirlos al ribosoma en el orden marcado por los
    nucleótidos del ARNm, que son los moldes del
    sistema

    La síntesis de las proteínas comienza con
    la unión entre sí de dos aminoácidos y
    continúa por el agregado de nuevos aminoácidos -de
    a uno por vez- en uno extremos de la cadena.

    Como se sabe la clave de la traducción reside en
    el código genético, compuesto por
    combinaciones de tres nucleótidos consecutivos -o
    tripletes- en el ARNm. Los distintos tripletes se relacionan
    específicamente con tipos de aminoácidos usados en
    la síntesis de las proteínas.

    Cada triplete constituye un codón: existen en
    total 64 codones, 61 de los cuales sirven para cifrar
    aminoácidos y 3 para marcar el cese de la
    traducción. Tal cantidad deriva de una relación
    matemática
    simple: los cuatro nucleótidos (A, U, C y G)se combinan de
    a tres, por lo que pueden generarse 64
    (43).

    Dado que existen más codones, (61) que tipos de
    aminoácidos (20), casi todos pueden ser reconocidos por
    más de un codón, por lo que algunos tripletes a
    como "sinónimos". Solamente el triptófano y la
    metionina -dos de los aminoácidos menos frecuentes en las
    proteínas – son codificados, cada uno, por un solo
    codón.

    Generalmente los codones que representan a un mismo
    aminoácido se parecen entre sí y es frecuente que
    difieran sólo en el tercer nucleótido. La baja
    especificidad de este nucleótido ha llevado a decir que
    existe una "degeneración" en tercera base de la
    mayoría de los codones. Resta agregar que el número
    de codones en el ARNm determina la longitud de la
    proteína.

    • Existen 31 tipos diferentes de
      ARNt

    Las moléculas intermediarias entre los codones
    del ARNm y los aminoácidos son los ARNt, los cuales tienen
    un dominio que se
    liga específicamente a uno de los 20 arninoácidos y
    otro que lo hace, específicamente también, con el
    codón apropiado. El segundo dominio consta de una
    combinación de tres nucleótidos -llamada
    anticodón – que es complementaria de la del
    codón.

    Cada tipo de ARNt lleva antepuesto el nombre del
    aminoácido que transporta. por ejemplo, leucinil-ARNt para
    el aminoacil-ARNt de la leucina, lisinil-ARNt para el de la
    lisina, fenilalanil-ARNt para el de la fenilalanina,
    metionil-ARNt para el de la metionina,
    etcétera.

    Por su lado. El ARNt unido al aminoácido
    compatible con él se designa aminoacil-ARNtAA,
    en el que "AA" correspnde a la sigla del aminoácido. Por
    ejemplo, leucinil-ARNtLeu, lisinil-ARNtlys,
    fenilalanil-ARNtPhe. metionil-ARNtMet,
    etcétera.

    Si bien teóricamente pueden existir 61 tipos de
    ARNt diferentes, sólo hay 31. El déficit se
    resuelve por la capacidad que tienen algunos ARNt de reconocer a
    más de un codón. Lo logran porque sus anticodones
    suelen poseer la primera base "adaptable", es decir, que
    puede unirse con una base no complementaria situada en la tercera
    posición del codón (recuérdese la
    "degeneración" de esta base).

    Así, la G en la primera posición del
    anticodón puede aparearse tanto con una C -es lo habitual
    – como con una U del codón . Similarmente, la U en la
    primera posición del anticodón puede hacerlo con
    una A -es lo habitual – o con una G. Por otra parte, la inosina
    (I) -una de las bases inusuales se encuentra en la primera
    posición del anticodón en varios ARNt y es capaz de
    aparearse con cualquier base (excepto con una G) localizada en la
    tercera posición del codón.

    • El codón de iniciación es el
      triplete AUG

    El primer codón que se traduce en los ARNm es
    siempre el triplete AUG. cuya información codifica al
    aminoácido metionina . Por lo tanto, este
    codón cumple dos funciones: señala el sitio de
    comienzo de la traducción -caso en el cual recibe el
    nombre de codón de iniciación -, y cuando se halla
    en otras localizaciones en el ARNm codifica a las metioninas del
    interior de las moléculas proteicas.

    Al especificar el primer aminoácido de la
    proteína, el codón AUG de iniciación
    determina el encuadre de los sucesivos tripletes, lo que asegura
    la síntesis correcta de la molécula. Tómese
    como ejemplo la secuencia AUGGCCUGUAACGGU. Si el ARNm es
    traducido a partir del codón AUG, los codones

    siguientes serán GCC, UGU, AAC y GGU, que
    codifican, respectivamente, a los aminoácidos alanina,
    cisteina ,asparagina y glicina. En cambio, si se omitiera la A
    del codón de iniciación, el encuadre de los
    tripletes sería el siguiente: UGG, CCU, GUA y ACG, los
    cuales se traducen en los aminoácidos triptófano,
    prolina, valina y treonina, respectivamente.

    Algo semejante ocurriría si también se
    omitiera la U, pues resultaría un tercer tipo de encuadre:
    GGC, CUG, UAA y CGC. En este caso, después de codificar
    los dos primeros codones a los aminoácidos glicina y
    leucina, la traducción se detendría, ya que UAA es
    un codón de terminación.

    • Los aminoácidos se ligan por medio de
      uniones peptídicas

    La unión de los aminoácidos entre
    sí para construir una proteína se produce de modo
    que el grupo carboxilo de un aminoácido se combina con el
    grupo a amínoácido siguiente, con pérdida de
    una molécula de agua H2O y recordemos que esa
    combinación se llama unión
    peptídica.

    Cualquiera que sea su longitud, la proteína
    mantiene el carácter
    anfotérico de los aminoácidos aislados, ya que
    contiene un grupo amino libre en uno de sus extremos y un grupo
    carboxilo en el otro extremo. La proteína se sintetiza a
    partir de extremo que lleva el grupo amino libre. Ello se
    corresponde con la dirección 5´  3´
    usada para la traducción del ARNm, la misma con que el ADN
    se transcribe.

    Antes de describir los procesos que dan lugar a la
    síntesis de las proteínas analizaremos cómo
    arriban los ARNm al citoplasma, qué configuración
    poseen los ARNt y cuál es la estructura de los
    ribosomas.

     

    • Los ARNm arribados al citoplasma se conectan con
      ríbosomas

    Los transcriptos primarios de los ARNm se hallan
    combinados con diversas proteínas, con las que forman las
    nueleoproteínas heterogéneas nucleares o RNPhn.. No
    obstante, muchas de esas proteínas se desprenden de los
    ARNm a medida que éstos abandonan el
    núcleo.

    Los ARNm salen hacia el citoplasma por los poros de la
    envoltura nuclear. Ya en el citosol, cada ARNm se combina con
    nuevas proteínas y con ribosomas, lo que lo habilita para
    ejercer su función codificadora durante la síntesis
    proteica. Entre las proteínas se encuentra la llamada CBP
    (por cap binding protein), que se combina con el cap en el
    extremo 5´ del ARNm.

    Algunos ARNm se localizan en sitios prefijados en el
    citoplasma, de modo que las proteínas que codifican se
    sintetizan y se concentran en esos sitios. Un ejemplo es el ARNm
    de la actina, que se sitúa en la zona periférica de
    las células epiteliales donde se deposita la mayor parte
    de la actina .

    El extremo 5' de los ARNm contiene una secuencia de
    alrededor de 10 nucleótidos previa al codón de
    iniciación -entre éste y el cap – que, como es
    lógico, no se traduce . En algunos ARNm esta secuencia
    participa en el control de 1a traducción y en otros regula
    la estabilidad del ARNm, es decir, su supervivencia.

    Otra secuencia especial del ARNm, de hasta miles de
    nucleótidos, suele hallarse después del
    codón de terminación. entre éste y la poli A
    . Tiene por función controlar la supervivencia del
    ARNm.

    • Las moléculas de los ARNt adquieren una
      forma característica

    Hemos visto que los codones del ARNm no seleccionan a
    los aminoácidos directamente y que la traducción de
    los ARNM en proteínas depende de un conjunto de
    moléculas intermediarias -los ARNt- que actúan como
    adaptadores, ya que discriminan tanto a los codones del ARNm como
    a los aminoácidos compatibles con ellos.

    Así la función básica de los ARNt
    es alinear a los aminoácidos siguiendo el orden de los
    codones para poder cumplir
    con sus funciones, los ARNt ,adquieren una forma
    característica semejante a un trébol de cuatro
    hojas
    . Los cuatro brazos se generan por la
    presencia en los ARNt de secuencias de 3 a 5 pares de
    nuelcótidos complementarios, los cuales se aparean entre
    sí como los nucleótidos de las dos cadenas del
    ADN.

    En la punta de uno de los brazos confluyen los extremos
    5' y 3´ del ARNt. El extremo 3´ es más largo,
    de modo que sobresale el trinucleótido CCA que fue
    incorporado durante el procesamiento. Este brazo se llama
    aceptador porque a él se liga el aminoácido, que se
    une a la A del CCA.

    Los tres brazos restantes poseen en sus extremos
    secuencias de 7 a 8 nucleótidos no apareados, -con forma
    de asas -, cuyas denominaciones derivan de los nucleótidos
    que las caracterizan. Una de ellas contiene el triplete de
    nueleótidos del anticodón, por lo que su
    composición varía en cada tipo de ARNt. Otra, en
    virtud de que contiene dihidrouridinas (D), se denomina asa D. La
    tercera se conoce como asa T, por el trinucleótido
    T C que la identifica. La letra T simboliza a la
    ribotimidina y la  a la seudouri dina.

    Entre el asa T y el anticodón existe un asa
    adicional, llamada variable porque su longitud difiere en los
    distintos ARN de transferencia.

    Un plegamiento ulterior en el ARNt hace que deje de
    parecerse a un trébol de cuatro hojas y adquiera la forma
    de la letra L . El cambio se debe a que se establecen
    apareamientos inusuales entre algunos nueleótidos, como la
    combinación de un nucleótido con dos a la
    vez.

    Formada la L, las asas D y T pasan a la zona de
    unión de sus dos ramas y el brazo aceptador y el triplete
    de bases del anticodón se sitúan en las puntas de
    la molécula.

     

    • Una aminoacil-ARNt sintetasa une el
      aminoácido al ARNt

    El aminoácido se liga a su correspondiente ARNt
    por la acción de una enzima llamada aminoacil-ARNt
    sintetasa, que cataliza la unión en dos pasos.

    Durante el primero, el aminoácido se liga a un
    AMP , con el cual forma un aminoacil AMP. Por ejemplo leucinil
    –AMP , lisinil AMP, fenilalanil AMP, metionil-AMP, etc..
    Dado que el AMP deriva de la hidrólisis de un ATP , se
    libera pirofosfato (PP) y energía , que también
    pasa al aminoacil- AMP

    AA + ATP AA-AMP + PP

    En el segundo paso esa energía es utilizada por
    la aminoacil ARNt sintetasa para transferir el aminoácido
    del aminoacil –AMP a la A del brazo aceptador del ARNt
    compatible, con lo cual se forma una molécula esencial
    para la síntesis proteica: el aminoacil-ARNtAA
    que reconoce el codón complementario en el
    ARNm.

    AA-A + ARNt  ( AMINOACIL
    SINTETASA
    ) AA-ARNtAA +
    AMP

    Debe señalarse que la energía del ATP
    usada en la primera reacción queda depositada en la
    unión química entre el aminoácido y la A del
    trinucleótido CCA.

     

     

    • Existen 20 amínoacil – ARNt
      sintetasas diferentes

    Existen 20 aminoacil-ARNt sintetasas diferentes, cada
    una diseñada para reconocer a un aminoácido y al
    ARNt compatible con él. Ambos reconocimientos permiten
    que cada uno de los 31 tipos de ARNt

    se ligue sólo a uno de los 20
    aminoácidos usados en la síntesis proteica. Ello
    es posible porque cada aminoacil ARNt sintetasa identifica al
    ARNt por el anticodón, la parte más
    específica del ARNt . No obstante, en los ARNt existen
    otras señales que son reconocidas por la enzima,
    generalmente tramos de nucleótidos cercanos al
    anticodón.

    Como es obvio, la existencia de 11 clases de ARNt hace
    que algunos aminoácidos sean reconocidos por más
    de un ARNt.

    Uno de los ARNt redundantes es el llamado ARNt
    iniciador o ARNt[i], pues transporta a la metionina destinada
    exclusivamente al codón AUG de iniciación . Es
    muy probable quecerca de ese codón existan
    señales que diferencien al
    metionil-ARNt[i]met –portador de la metionina
    dirigida a él- de los metionil ARNtmet
    comunes, portadores de las metioninas destinadas a los
    restantes codones AUG del ARNm.

    • Los ribosomas están compuestos por dos
      subunidades

    Los mecanismos para alinear a los aminoacil
    ARNtAA de acuerdo con el orden de los codones del
    ARNm son algo complicados. Requieren de los ribosomas cuya
    primera tarea es localizar al codón AUG de
    iniciación y acomodarlo correctamente para que el
    encuadre de ese triplete y el de los siguientes sea el
    adecuado.

    Luego el ribosoma se desliza hacia el extremo
    3´del ARNm y traduce a los sucesivos tripletes en
    aminoácidos. Estos son traídos – de a uno
    por vez – por los respectivos ARNt. Las reacciones que
    ligan a los aminoácidos entre sí – es decir , las
    uniones peptídicas – se producen dentro del ribosoma .
    Finalmente, cuando el ribosoma arriba al codón de
    terminación – en el extremo 3´del ARNm
    – cesa la síntesis proteica y se libera la
    proteína. Como podemos notar, los ribosomas constituyen
    las "fábricas de las proteínas"

    Cada ribosoma está compuesto por dos
    subunidades – una mayor y otra menor – identificadas con
    las siglas 40S y 60S respectivamente (los números hacen
    referencia a los coeficientes de sedimentación de las
    subunidades, es decir a las velocidades con que sedimentan
    cuando son ultracentrifugadas, la 60S migra más
    rápido al fondo del tubo).

    En la subunidad menor algunas proteínas forman
    dos áreas – una al lado de la otra – denominadas
    sitio P (por peptidil) y sitio A (por
    aminoacil).

    Por otro lado en la subunidad mayor las
    proteínas ribosómicas formarían un
    túnel por el que saldría la cadena
    polipeptídica a medida que se sintetiza

    Las etapas de la síntesis de
    proteínas

    La síntesis de las proteínas se divide en
    tres etapas, llamadas de iniciación , de
    alargamiento y de terminación.

    • El comienzo de la síntesis proteica
      requiere de varios factores de
      iniciación

     

     

    La etapa de iniciación
    es regulada por proteínas citosólicas
    denominadas factores de iníciación (IF), que
    provocan dos hechos separados pero concurrentes , uno en el
    extremo 5´del ARNm y otro en la subunidad menor del
    ribosoma

    El primer proceso involucra al cap y a una secuencia de
    nucleótidos aledaña, localizada entre el cap y el
    codón de iniciación . Estas partes reconocidas por
    el factor IF-4, que se liga a ellas sí al ARNm se
    proteína CBP . La conexión del IF-4 con el ARNm
    insume energía que es provista por un ATP.

    En el segundo proceso, el
    metioníl-ARNt[i]met se coloca en el sitio P de
    la subunidad menor del ribosoma, reacción que requiere el
    factor IF-2 y la energía de un GTP.

    Logrados ambos acondicionamientos, otro factor de
    iniciación, el IF-3, con la ayuda del IF-4 coloca el
    extremo 5´ del ARNm sobre una de las caras de la unidad
    menor del ribosoma, la que posee los sitios P y A.

    De inmediato la subunidad menor se desliza por el ARNm y
    detecta al codón de AUG de iniciación, que se
    coloca, en el sitio P . Como es lógico , el segundo
    codón del ARNm queda colocado al lado, es decir en el
    sitio A.

    Entre tanto, el metioril-ARNt[i]met ,'
    ubicado en el sitio P de la subunidad menor, se une al
    codón AUG de iniciación mediante su
    anticodón CAU (UAC ). El acoplamiento correcto
    entre estos dos tripletes es imprescindible para asegurar el
    encuadre normal de los siguientes codones del ARNm en los sitios
    P y A del ribosoma.

    La etapa de iniciación concluye cuando la
    subunidad menor se combina con la subunidad mayor y se forma el
    ribosoma. En él se encuentran los primeros dos codones del
    ARNm: en el sitio P el codón AUG de iniciación
    -unido al metionilARNt[i]met- y en el sitio A el
    codón que le sigue.

    La unión entre sí de las dos subunidades
    ribosómicas se produce luego del desprendimiento del IF-2
    y del IF-3, lo cual es mediado por el factor IF-5.

    • El alargamiento de la cadena proteica es promovido
      por factores de elongación

    La etapa de alargamiento comienza cuando al sitio
    A del ribosoma se acerca otro aminoacil-ARNtAA,
    compatible con el segundo codón del ARNm, con el cual se
    une. La reacción es mediada por un factor de
    elongación llamado EF-1 y consume energía, que es
    aportada por un GTP.

    Al quedar el aminoacil-ARNtAA cerca del
    metionil-ARN[t]met. la metionina localizada en el
    sitio P, al tiempo que se desacopla del. ARNt[i], se liga –
    mediante una unión peptidica – al aminoácido
    ubicado en el sitio A. Se forma así un dipeptidil-ARNt,
    que continúa ubicado en el sitio A. Su permanencia en este
    sitio es breve, en seguida veremos por qué.

    La unión peptídica es catalizada por la
    subunidad mayor del ribosoma. Debe agregarse que la
    energía requerida para consumar esa unión proviene
    de la ruptura de otra unión química , aquella que
    liga al aminoácido con la adenina en el brazo aceptador
    del ARNt. Como en el caso del metionil – ARNt
    [i]met, la ruptura química tiene lugar siempre
    en el sitio P.

    Entre tanto, fuera del ribosoma, esperando para
    ingresar, se encuentra el tercer codón del ARNm. Aborda el
    ribosoma cuando el ARNm se corre tres nucleótidos en
    dirección de su extremo 5´. Este proceso –
    llamado traslocación – es mediado por el el factor
    de elongación EF-2 y también consume energía
    ahora aportada por un GTP.

    Como vemos, desde el punto de vista energético la
    síntesis proteica es bastante costosa, ya que por cada
    aminoácido que se incorpora se consumen dos GTP y un ATP,
    el último gastado durante 1a síntesis del
    aminoacil-ARNtAA

    El corrimiento del ARNm hace que el codón de
    iniciación sea desalojado del sitio P sitio P -y, por
    consiguiente, del ribosoma- el segundo codón se mude del
    sitio A al sitio P y el tercer codón ingrese en el sitio A
    vacante. Lógicamente el corrimiento de los codones
    desplaza también a los ARNt , por lo que el ARNt[i] sale
    del ribosoma -no tarda en desprenderse del codón de
    iniciación – y el dipéptido pasa del sitio A
    al sitio P.

    Mientras tanto, un tercer aminoacil-ARNtAA
    ingresa en le ribosoma , se acomoda en el sitio A y su
    anticodón se une al tercer codón de ARNm, otra vez
    por la intervención del EF-1. Debe señalarse que el
    EF-1 actúa después que el EF-2 se retira del
    ribosoma, y viceversa.

    El paso siguiente comprende la formación de una
    unión peptídica entre el dipéptido y el
    aminoácido del tercer aminoacil –ARNt AA.
    Esta unión peptídica, ahora entre e
    dipéptido y el aminoácido del tercer
    aminoacil-ARNtAA. Esta unión peptídica
    genera un tripeptidil –AARNt, que permanece en el sitio P
    hasta la próxima translocación del ARNm.

    Los procesos citados se repiten de forma sucesiva
    codón tras codón ; así , en el cuarto paso
    se forma un tetrapeptidil ARNt y luego peptidil – ARNt cada vez
    más largos , que se traslocan del sitio A al P conforme se
    producen las uniones peptídicas. Se calcula que se agregan
    a la cadena, en promedio, cinco aminoácidos por
    segundo.

    Debido a que con cada traslocación se corren tres
    nucleótidos del ARNm , su extremo 5´se aleja
    progresivamente del ribosoma y su extremo 3´se acerca a
    él en igual medida. Cuando el ribosoma se ha alejado del
    extremo 5´del ARNm unos 90 nucleótidos, en el
    codón de iniciación se acomoda un nuevo ribosoma,
    lo cual da inicio a la síntesis de otra cadena proteica.
    Esto se repite varias veces .

    • La síntesis proteica concluye cuando el
      ribosoma alcanza el codón de
      terminación

    La etapa de terminación determina
    la conclusión de la síntesis de la proteína
    cuando el sitio A del ribosoma es abordado por el codón de
    terminación del ARNm (UUA, UGA o UAG, indistintamente).
    Ello deja al sitio A sin el esperado aminoacil-ARNtAA,
    aunque pronto es ocupado por un factor de terminación
    llamado eRF (eucaryotic releasing factor), que sabe reconocer a
    los tres codones de terminación.

    En síntesis la terminación de la cadena
    polipeptídica está señalada por el ARNm
    mediante un codón que no especifica la
    incorporación de ningún aminoácido . Ese
    codón de terminación puede ser UUA, UGA o UAG, y
    sobre él no se une ningún ARNt. En cambio, es
    reconocido por dos proteínas llamadas factores de
    liberación (eRF). Cuando esto sucede, la proteína
    terminada se libera del último ARNt, que también se
    separa del ARNm. Por último también se disocian las
    subunidades ribosómicas. Todos estos elementos pueden ser
    reutilizados en una nueva síntesis.

     

    2.2.8.- DIVISIÓN CELULAR

    2.2.8.1.- División celular en procariotas
    |

    Los
    procariotas
    tienen una organización
    mucho más simple que la de los eucariotas, los cuales
    entre otras cosas, tienen muchos más cromosomas.
    El cromosoma procariota es una sola molécula circular de
    ADN contenida en una región definida del citoplasma,
    denominada nucleoide, sin estar separado del mismo por una
    membrana. Este cromosoma es el elemento obligatorio del

    genoma
    , aunque es frecuente encontrar unidades
    de replicación autónomas llamadas
    plásmidos
    , que si se pierden, la bacteria
    sigue siendo viable.

    El método
    usual de duplicación de las células procariotas se
    denomina fisión binaria. La duplicación de la
    célula va precedida por la replicación
    del cromosoma bacteriano. Primero se replica y luego pega
    cada copia a una parte diferente de la membrana celular. Cuando
    las células que se originan comienzan a separarse,
    también se separa el cromosoma original del
    replicado.

    Luego de la separación (citocinesis),
    queda como resultado dos células de idéntica
    composición genética (excepto por la posibilidad de
    una mutación espontánea)

    Una consecuencia de este método asexual de
    reproducción es que todos los organismos de una colonia
    son genéticamente iguales. Cuando se trata una enfermedad
    originada en una infección bacteriana, una droga que mata
    a una bacteria matará a todos los miembros de ese clon
    (colonia).

    2.2.8.2.- División celular en eucariotas
    |

    Contenidos

    En razón de su número de cromosomas,
    organelas y complejidad la división de la célula
    eucariota es más complicada, aunque ocurran los mismos
    procesos de replicación, segregación y
    citocinesis.

    2.2.8.3.- Mitosis  |
    Contenidos

    La
    mitosis
    es el proceso de formación de dos
    células  idénticas (generalmente) por
    replicación y división de los cromosomas de la
    original que da como resultado una "copia" de la
    misma.

    Las células eucariotas poseen un mayor
    número de cromosomas que por otra parte son mucho
    más grandes que los de los procariotas.

    Los estructura de los cromosomas replicados y
    condensados tiene varios aspectos de interés.
    El cinetocoro es el punto donde "anclan" los
    microtúbulos del huso. Los cromosomas replicados consisten
    en dos moléculas de ADN (junto con sus proteínas
    asociadas: las
    histonas
    ) que se conocen con el nombre de
    cromátidas. El área donde ambas cromátidas
    se encuentran en contacto se conoce como centrómero, el
    cinetocoro se encuentra en la parte externa del
    centrómero. Se debe hacer hincapié en que los
    cromosomas son
    cromatina
    (ADN más histonas) y
    señalar la particularidad  que en los extremos del
    cromosoma (que toman el nombre de telómero) se encuentran
    secuencias repetidas de ADN.

    Dependiendo de la posición del centrómero
    los cromosomas se clasifican en:

    1. telocéntricos, con el centrómero en un
      extremo
    2. acrocéntricos, uno de sus brazos es muy
      corto
    3. submetacéntricos, brazos de diferente
      longitiud
    4. metacéntricos, brazos de igual
      longitud

    2.2.8.4.- Empaquetamiento del ADN |

    Contenidos

    Las proteínas asociadas al ADN se conocen
    colectivamente con el nombre de histonas. Son polipéptidos
    relativamente cortos cargados positivamente (básicos) y
    por lo tanto son atraídos por las cargas negativas del ADN
    (ácido)  Las histonas son sintetizadas en cantidad
    durante la fase S ( S por síntesis) del ciclo celular. Una
    de las funciones de esas proteínas está relacionada
    con el empaquetamiento del ADN en la forma del cromosoma: los 2
    metros de ADN de la célula humana son empaquetados en 46
    cromosomas de un largo combinado de aproximadamente 200 nm. La
    célula tiene unas 90 millones de moléculas de
    histonas siendo la mayoría perteneciente a un tipo
    conocido como H1. Se conocen cinco tipos de las siguientes
    histonas (H1, H2A, H2B, H3, y H4 , 8 moléculas en total);
    con la excepción de la H1 la mayor parte de las histonas
    de los eucariotas son muy similares.

    El nucleosoma es la unidad fundamental de
    "empaquetamiento" del ADN eucariótico. El "carretel"
    ("core") del mismo consiste en dos moléculas de
    H2A, H2B, H3, y H4; alrededor de las cuales el ADN se enrolla dos
    veces . La histona 1 esta fuera del "carretel". Este nivel de
    empaquetamiento ("packing") se conoce como "cuentas de un
    collar" . El siguiente nivel se conoce como la fibra de 30 nm,
    cuyos detalles de organización no se conocen
    completamente. Las fibras se condensa a posteriori en
    dominios en bucle de 300 nm . Los dominios son parte de las
    secciones condensadas ( 700 nm) de los cromosomas (el cromosoma
    tiene un ancho de unos 1.400 nm en la metafase) .

    Durante la mitosis los cromosomas replicados se
    posicionan cerca de la mitad de la célula y luego
    se
    segregan
    en manera tal que cada
    célula resultante recibe una copia de cada cromosoma
    original (si se comienza con 46 cromosomas en la célula
    original se termina con 46 cromosomas en las 2 células
    resultantes). Para realizar esto las células utilizan
    microtúbulos (que en este caso en conjunto forman el huso
    mitótico) que "tiran" de los cromosomas para llevarlos a
    cada futura célula. Las células animales (excepto
    un grupo de gusanos conocidos con el nombre de nematodos)
    poseen
    centríolos
    . Las plantas y la mayor
    parte de los otros eucariotas no poseen centríolos y los
    procariotas, por supuesto, carecen de huso y centríolos;
    en procariotas la membrana celular suple esta función al
    arrastrar los cromosomas pegados a ella durante la citocinesis de
    la fisión binaria. Las células que contienen
    centríolos también poseen una "corona" de
    pequeños microtúbulos, el aster, que se extienden
    desde los centríolos a la membrana nuclear.

    Las fases de la mitosis son en realidad difíciles
    de separar. Se debe tener en cuenta que el proceso no es el
    estático que se describe en el texto, sino
    dinámico como el que se puede seguir en
    esta animación
    .

    2.2.8.5.- Profase |
    Contenidos

     La profase es el primer estadio de la
    mitosis. La cromatina se condensa (recordar que el ADN de la
    cromatina se replica en la interfase), por lo que en este punto
    existen dos cromátidas unidas. La membrana nuclear se
    disuelve, los centríolos (si se encuentran presentes) se
    dividen y los pares migran a los polos, se forma  el huso
    mitótico. Los centrómeros (o constricciones
    primarias) se vuelven claramente visibles, debido a que se le han
    asociados placas proteicas a ambos lados: el
    cinetocoro
    . En el citoplasma el
    retículo endoplasmático y el complejo de Golgi se
    fragmentan en vesículas, se desorganiza el citoesqueleto
    por lo que la célula pierde su forma original y se hace
    esférica.

     

    2.2.8.6.- Metafase |
    Contenidos

    La metafase sigue a la profase. Los cromosomas (que a
    este punto consisten en dos cromátidas mantenidas juntas
    por el centrómero) alcanzan su máxima
    condensación y migran al ecuador de la
    célula donde las fibras del huso se "pegan" a las fibras
    del cinetocoro.

    2.2.8.7.- Anafase |
    Contenidos

    La anafase comienza con la separación de los
    centrómeros y el arrastre de las cromátidas (los
    llamamos cromosomas luego de la separación de los
    centrómeros) a los polos opuestos.

     

    2.2.8.8.- Telofase |
    Contenidos

    En la telofase los cromosomas llegan a los polos de sus
    respectivos husos, la membrana nuclear se reconstituye, los
    cromosomas se desenrollan y pasan a formar la cromatina y el
    nucleolo, que desapareció en la profase se vuelve a
    constituir. Donde antes había una célula ahora
    existen dos pequeñas con exactamente la misma
    información genética y número
    cromosómico. Estas células pueden luego
    diferenciarse en diferentes formas durante el
    desarrollo. 

     

    2.2.8.9.- Citocinesis |
    Contenidos

    La citocinesis es el proceso de separación de las
    células formadas. En tanto la mitosis es la
    división del núcleo en la citocinesis ocurre la
    división y la relocalización de los
    plástidos, Golgi y citoplasma en cada nueva célula.
    Se reestablece el citoesqueleto.

    Difiere en las células animales y vegetales. En
    las primeras, la membrana comienza a constreñirse
    alrededor de la circunferencia de la célula,
    formándose un anillo contráctil de miosina y
    actina.
    En las células vegetales una serie de vesículas
    producidas por los dictiosomas divide al citoplasma en la
    línea media formando una placa celular que crece en forma
    centrífuga y se fusiona a la membrana de la célula
    madre dividiendo la célula en dos.

    2.3.- MICROBIOLOGIA.-

    2.3.1.-.
    BACTERIAS/Morfología y
    estructura.

    Las bacterias son microorganismos procariotas de
    organización muy sencilla. La célula bacteriana
    consta:

    • citoplasma. Presenta un aspecto viscoso, y
      en su zona central aparece un nucleoide que contiene la mayor
      parte del ADN bacteriano, y en algunas bacterias aparecen
      fragmentos circulares de ADN con información
      genética , dispersos por el citoplasma: son los
      plásmidos.

    La membrana plasmática presenta invaginaciones,
    que son los mesosomas, donde se encuentran enzimas que
    intervienen en la síntesis
    de ATP
    , y los pigmentos fotosintéticos
    en el caso de bacterias fotosintéticas.

    En el citoplasma se encuentran inclusiones de
    diversa naturaleza
    química.

    Muchas bacterias pueden presentar flagelos
    generalmente rígidos, implantados en la membrana
    mediante un corpúsculo basal . Pueden poseer
    también, fimbrias o pili muy numerosos y
    cortos, que pueden servir como pelos sexuales para el paso de
    ADN de una célula a otra

    Poseen ARN y ribosomas característicos,
    para la síntesis
    de proteinas
    .

    • pared celular es rígida y con
      moléculas exclusivas de bacterias.

     

    2.3.2.-Nutrición

    El éxito evolutivo de las bacterias se
    debe en parte a su versatilidad metabólica. Todos los
    mecanismos posibles de obtención de materia y
    energía podemos encontrarlos en las
    bacterias.

    Según la fuente de carbono que utilizan, los
    seres vivos se dividen en autótrofos, cuya principal
    fuente de carbono es el CO2 , y heterótrofos cuando su
    fuente de carbono es materia orgánica.

    Por otra parte según la fuente de
    energía, los seres vivos pueden ser fototrofos, cuya
    principal fuente de energía es la luz, y los
    organismos quimiotrofos, cuya fuente de energía es un
    compuesto químico que se oxida.

    Atendiendo a las anteriores
    categorías, entre las bacterias podemos encontrar las
    siguientes formas, como puede apreciarse en el
    esquema:

    1.-Las bacterias quimioheterótrofas,
    utilizan un compuesto químico como fuente de carbono
    , y a su vez, este mismo compuesto es la fuente de
    energía.

    2.- La mayor parte de las bacterias cultivadas en
    laboratorios y las bacterias patógenas son de este
    grupo.

    • Las bacterias quimioautótrofas,
      utilizan compuestos inorgánicos reducidos como fuente
      de energía y el CO2 como fuente de carbono. Como por
      ejemplo, Nitrobacter, Thiobacillus.
    • Las bacterias fotoautótrofas,
      utilizan la luz como fuente de energía y el CO2 como
      fuente de carbono. Bacterias purpureas.
    • Las bacterias fotoheterótrofas,
      utilizan la luz como fuente de energía y
      biomoléculas como fuente de carbono. Ejemplos como
      Rodospirillum y Cloroflexus.

    2.3.3.- Reproducción
    Generalmente las bacterias se reproducen por
    bipartición.

    Tras la duplicación del ADN, que esta dirigida por la
    ADN-polimerasa que se encuentra en los mesosomas, la pared
    bacteriana crece hasta formar un tabique transversal separador
    de las dos nuevas bacterias.

    Pero además de este tipo de reproducción
    asexual, las bacterias poseen unos mecanismos de
    reproducción sexual o parasexual, mediante los cuales se
    intercambian fragmentos de ADN .
    Puede realizarse por :

    • TRANSFORMACION: Consiste en el intercambio
      genético producido cuando una bacteria es capaz de
      captar fragmentos de ADN, de otra bacteria que se encuentran
      dispersos en el medio donde vive.
    • CONJUGACIÓN: En este proceso, una bacteria
      donadora F+ transmite a través de un puente o pili, un
      fragmento de ADN, a otra bacteria receptora F-. La bacteria
      que se llama F+ posee un plásmido, además del
      cromosoma bacteriano.

    Puedes verlo en el esquema siguiente y su
    correspondiente animación.

    • TRANSDUCCIÓN: En este caso la transferencia
      de ADN de una bacteria a otra , se realiza a través de
      un virus bacteriófago, que se comporta como un
      vector intermediario entre las dos
      bacterias.

    2.3.2.- HONGOS
    .

    Se puede decir que hay hongos por todas partes y en
    todos los medios.

    En las aguas, en el suelo, en el aire (esporas),
    parásitos en plantas, empleados en la industria
    alimenticia y farmacéutica, en las raíces (y
    líquenes simbióticos), en los prados y bosques
    (setas).

    Son hongos los mohos que surgen al pudrirse cualquier
    materia orgánica, así como los causantes de
    plagas en la agricultura
    (es el caso del Cornezuelo del Centeno), y de enfermedades de la piel
    como son las micosis cutáneas. También lo son la
    levadura que se usa para la fabricación del pan y la
    cerveza, los
    que dan aromas a los quesos y los que se utilizan para la
    obtención de la penicilina, como "Penicilium nonatum".
    Así, el hombre
    continuamente está conviviendo, padeciendo y disfrutando
    de los hongos y sus consecuencias.

    Existen hongos de todos los tamaños, desde los
    microscópicos hasta las grandes setas, y de todos los
    colores y
    formas. Pero la característica común a todos
    ellos es la ausencia de clorofila u otros pigmentos
    fotosintéticos. Por ello, los hongos tienen necesidad de
    encontrar las sustancias nutritivas ya elaboradas. Son, por
    ello, heterótrofos y pueden ser saprofítos (que
    se alimentan de sustancias en descomposición),
    parásitos o simbióticos (en combinación
    con otras plantas).

    Los hongos están compuestos por filamentos
    (hifas) que son hileras de células, que forman una red o
    micelio.

    Se reproducen por esporas que se forman en los
    aparatos esporíferos, que es la parte más visible
    del hongo.

    Existen más de 50.000 especies.

    Tradicionalmente se ha incluido a los hongos dentro
    del reino vegetal, considerándolos, como plantas sin
    clorofila, llamandoles también Micófitos y
    Eumicetes. Sin embargo los hongos no son ni plantas ni
    animales, sino otro reino distinto.

    Las diferencias más visibles son las
    siguientes:

    • Las plantas se alimentan mayormente por medio de la
      fotosíntesis.
    • Los hongos se alimentan por
      absorción.
    • Los animales se alimentan por
      ingestión.

    Por lo tanto los micólogos (los que estudian
    los hongos), rechazan su inclusión dentro de los
    vegetales.

    Los hongos se desarrollan prefentemente en lugares
    húmedos y oscuros ya que no necesitan de la luz para
    sobrevivir. Son incapaces de producirse por si mismo los
    compuestos
    orgánicos que necesitan para sobrevivir, por eso
    viven como parasitos de otros seres vivos, o en simbiosis con
    las plantas formando las llamadas micorrizas con las
    raices.

    Los hongos podemos clasificarlos en grandes
    grupos:


    • Ascomicetes:
      Hongos cuyas esporas se
      producen en saquitos (ascas).

    • Basidiomicetes:
      Sus esporas se producen en
      los basidios y comprende desde los tizones a las
      setas.

    • Ficomicetes:
      Son hongos parecidos a las
      algas, casi todos acuáticos, y mohos
      negros.

    • Mixomicetes
      : Son organismos mitad hongo,
      mitad animal, que suelen clasificarse aparte.

    De estos tres grupos a los Basidiomicetes y a los
    Ascomicetes se les denomina "Hongos superiores", y sobre ellos
    profundizare por ser las especies más
    conocidas.

     

    2.3.2.1.-Partes de un Hongo

    En el hongo hay que diferenciar dos partes
    fundamentales: el cuerpo vegetativo y el cuerpo
    reproductor.

    El cuerpo vegetativo, que se encuentra bajo tierra,
    está formado por unos filamentos llamados hifas que
    pueden ser unicelulares (con una sucesión de nucleos), y
    pluricelulares.

    El conjunto de todas las hifas es el micelio. El es el
    que se encarga de absorver las subtancias minerales del
    suelo para alimento del hongo.

    El micelio en realidad es el hongo, ya que
    la
    seta
    (a la que vulgarmente se llama hongo), es
    su aparato
    reproductor.

    2.3.2.2.- Reproducción de los
    hongos

    Los hongos se reproducen por esporas. Los hongos
    superiores poseen unas células madre localizadas en el
    himenio, son las encargadas de producir las esporas. En el caso
    de los Basidiomicetes
    a estas células madre se les denomina Basidios,
    mientras que las células madre de los Ascomicetes
    son los Ascos.

    Las esporas de los basidios y los ascos son lanzadas
    al exterior para la propagación de la especie. Si la
    espora se deposita en un lugar cuyas condiciones sean
    favorables dará origen al micelio. Este crecerá
    bajo tierra o entre la hojarasca, se ramificará y se
    entremezclará con los micelios de otras esporas. En el
    terreno donde la humeda y las condiciones del medio sean
    más adecuadas crecerá una seta que portará
    en su himenio los ascos o basidios que expulsarán al
    exterior las esporas, dando lugar de nuevo al ciclo reproductor
    del hongo.

    2.3.2.4.- Las Setas Aragonesas

    Se van ha indicar aquí algunas setas que se
    pueden encontrar en Aragón, y antes de empezar una
    advertencia: hay setas venenosas e incluso mortales.

    No hay ninguna regla general para diferenciar una seta
    venenosa de otra que no lo es. La única solución
    es identificar cada seta antes de comerla y no tocar ni probar
    ninguna que no se este seguro de cual
    es.

    Las setas (los hongos) tienen un papel fundamental en
    la naturaleza ya que descomponen y hacen accesible para las
    plantas el material que descomponen, por lo tanto hay que
    tratar de no perjudicarlas innecesariamente.

    Las setas se deben de cortar (no arrancar), por el pie
    sin dañar el micelio que queda en el suelo.

    Algunas de las setas que se pueden encontrar en
    Aragón son las siguientes:


    • Falsa Oronja (Amanitas
      muscaria)
      .
    • Oronja Mortal (Amanitas phalloides).
    • Seta de San Jorge (Tricholoma georgii).
    • Colmenilla (Morchella esculenta).
    • Trufa Negra (Tuber nigrum).
    • Calabaza (Boletus edulis)
    • Champiñon Silvestre (Agaricus
      campestris).
    • Rovellón (Lactarius deliciosus).
    • Setas de Pino (Tricholoma terreum).
    • Clavaria (Ramaria aurea).
    • Seta de Cardo (Pleurotus eryngii).
    • Seta de Chopo (Agrocybe aegerita).

    2.3.3.- PROTOZOOS.
    Fauna

    Los protozoos son los animales más sencillos ya
    que están formados por una sola célula. Por
    tanto, son organismos unicelulares. Mediante su única
    célula realizan todas las funciones vitales.

    Los protozoos son abundantísimos y se
    encuentran en todos los lugares de la tierra, en especial, en
    los sitios húmedos. Son, frecuentemente,
    parásitos sobre animales, plantas y sobre el hombre, y
    pueden producir enfermedades.

    Existen unas 50.000 especies de protozoos y pueden
    vivir aislados o formando colonias.

    1.-Respiración

    La respiración la realizan a través de
    la membrana celular y por las partículas de agua
    absorbidas con el alimento.

    2.- Vacuola pulsátil

    La expulsión del gas
    carbónico la hacen por las vesículas o vacuolas
    pulsátiles.

    Cuando la vacuola pulsátil está llena de
    agua, se abre y lo libera al exterior.

    3.-Locomoción

    Los protozoos se mueven de diversas formas. Los
    ciliados, somo el Paramecio, lo realizan mediante el movimiento
    rítmico y rápido de los cilios.

    Otros protozoos se desplazan mediante el rápido
    movimiento del flagelo o los seudópodos.

    4.- Alimentación

    La alimentación suele
    realizarse mediante la captura del alimento que penetra en el
    citoplasma a través de una abertura de la
    membrana.

    En el citoplasma se forman vacuolas nutritivas y los
    residuos son expulsados por las vacuolas fecales.

    El paramecio succiona el alimento produciendo un
    torbellino con los cilios.

    Las amebas atrapan el alimento rodeándolo con
    los seudópodos que forman.

    5.- Reproducción

    Los protozoos pueden reproducirse por
    bipartición (división en dos), por
    gemación (crecimiento de una yema o célula hija)
    y por esporulación (fragmentación de la
    célula madre en esporas). Cuando sucede este
    último caso, pueden permanecer mucho tiempo enquistados
    en una cápsula.

    6.- Distintos tipo de Protozoos

    6.1.- Flagelados

    Los protozoos flagelados o mastigóforos
    están provistos de uno o varios flagelos que les
    permiten moverse.

    Son unicelulares, se reproducen por división
    longitudinal (a lo largo); viven libremente y muchos son
    parásitos que producen enfermedades, algunas muy graves,
    especialmente las tricomoniasis, la enfermedad del
    sueño, la enfermedad de Chagas, la leptomoniasis,
    etc.

    En la clase de los flagelados se incluyen los
    fitoflagelados
    o dinoilagelados
    , que se tratan en el Reino
    Vegetal (Algas unicelulares).

    6.2.-Tripanosoma gambiensis

    El tripanosoma es el causante de la enfermedad del
    sueño, y es transmitida por la mosca
    tsé-tsé. La mosca, al picar a un hombre
    infectado, chupa algunos tripanosomas que se multiplican en su
    intestino. Luego, cuando pica de nuevo, inyecta los protozoos
    que se reproducen e invaden el cerebro.

    6.3.-Trichomonas

    Causante de varias enfermedades, en la boca,
    intestino, vagina. etc

    6.4.-Ciliados

    Es la Clase más numerosa de los protozoos.
    Poseen cilios en la membrana que usan para desplazarse.
    Otros tienen cirros en forma de patas.
    Muchos son libres, nadadores y otros viven sujetos por
    pedúnculos que pueden enrollarse como un muelle.
    Viven en aguas dulces o marinas.
    Algunos son parásitos en peces
    mamíferos e incluso en el hombre.
    En periodos secos pueden enquistarse.
    Pueden citarse entre otros al Paramecium, Vorticella Stentor,
    Stilonichia, Balantidium, Mesódinium, etc.

    6.5.- Suctores o Acinetos

    Sólo presentan cilios en su estadio juvenil. De
    adultos se fijan al sustrato mediante un pedúnculo y
    poseen unos tentáculos huecos con ventosas, con las
    cuales aferran a sus víctimas y succionan sus
    jugos.

    6.6.- Rizópodos o sarcodinos

    Estos protozoos poseen seudópodos o
    prolongaciones a modo de pies, para moverse y atrapar el
    alimento.
    Unos, como los Ameboides no tienen membrana rígida;
    otros, los foraminíferos, radiolarios y heliozoos poseen
    un esqueleto silíceo o calcáreo y sus
    seudópodos son radiantes de infinidad de formas y
    dibujos.
    Existen en inmensas cantidades en mares y ríos, formando
    parte importante del plancton.

    6.7.-Esporozoos

    Son todos parásitos que carecen de
    órganos locomotores y digestivos.
    Se reproducen por esporas resistentes, y también
    sexualmente mediante la producción de un zigoto.
    Este tipo de reproducción cíclica origina algunas
    enfermedades graves, como las fiebres terciarias o paludismo.
    ocasionada por el Plasmodium.

    2.3.4.- ALGAS. Flora
    Silvestre.

    Las Algas son los vegetales pluricelulares más
    sencillos, ya que su estructura está formada por el
    talo, que es una agrupación de células con cierta
    diferenciación, similares a hojas, raíces o
    tallos.

    No poseen por lo tanto, tejidos, vasos conductores,
    hojas ni raíces, pero ciertas partes de la planta asumen
    funciones específicas.

    Poseen plastos ricos en clorofila y otros
    pigmentos.

    La reproducción se realiza en fases alternas,
    sexual y asexualmente.

    Las algas pueden ser algas rojas o Rodofíceas;
    algas pardas o Feofíceas y algas verdes o
    Clorofíceas.

    1. El Conceptáculo masculino o anteridio produce:
      Anterozoides o gametos masculinos
    2. El Conceptáculo femenino u Oogonio produce:
      Oosferas o gametos femeninos
    3. El resultado es Huevos o Zigotos
    4. Mas adelante se desarrolla un
      Embrión
    5. Al final aparece un Plántula

    2.3.4.1.- CLASIFICACION DE LAS ALGAS

    De menor a mayor complejidad podemos hacer la
    siguiente clasificación:

    Otras Informaciones de interes

    2.3.5.- VIRUS
    ANIMALES Y VEGETALES.-

    Un virus es un agente genético que posee un
    ácido nucléico que puede ser ADN o
    ARN
    , rodeado de una envuelta de proteína.
    Los virus contienen toda la información necesaria
    para su ciclo reproductor; pero necesitan para conseguirlo a
    otras células vivas de las que utilizan orgánulos y
    moléculas.
    Los virus pueden actuar de dos formas distintas:

    • Reproduciéndose en el interior de la
      célula infectada, utilizando todo el material y la
      maquinaria de la célula hospedante.
    • Uniéndose al material genético de la
      célula en la que se aloja, produciendo cambios
      genéticos en ella.

    Por eso se pueden considerar los virus como agentes
    infecciosos productores de enfermedades o como agentes
    genéticos que alteran el material el material hereditario
    de la célula huésped.

    2.3.5.1.-REPRODUCCIÓN DE LOS VIRUS

    La única función que poseen los virus y
    que comparten con el resto de los seres vivos es la de
    reproducirse o generar copias de sí mismos, necesitando
    utilizar la materia, la energía y la maquinaria de la
    célula huésped, por lo que se les denomina
    parásitos obligados. No poseen metabolismo ni
    organización celular, por lo que se les situa en el
    límite entre lo vivo y lo inerte.

    Los virus una vez infectan a una célula,pueden
    desarrollar dos tipos de comportamiento, bien como agentes infecciosos
    produciendo la lisis o muerte de la
    célula o bien como virus atenuados, que añaden
    material genético a la célula hospedante y por lo
    tanto resultan agentes de la variabilidad
    genética.

    Ambos casos han sido estudiados con detalle en los virus
    bacteriófagos, y aquí puedes ver en unos dibujos
    esquemáticos:

    En los dos casos de infección el proceso empieza
    de esta forma:

    1. Fase de fijación : Los virus se unen
      por la placa basal a la cubierta de la pared
      bacteriana.
    2. Fase de contracción: La cola se contrae
      y el ácido nucléico del virus se empieza a
      inyectar.
    3. Fase de penetración : El ácido
      nucléico del virus penetra en el citoplasma de la
      bacteria, y a partir de este momento puede seguir dos ciclos
      diferentes:

     

    1. En el ciclo lítico el ADN bacteriano fabrica
      las proteínas víricas y copias de ácidos
      nucléicos víricos. Cuando hay suficiente
      cantidad de estas moléculas, se produce el ensamblaje de
      la proteína y el A.N. vírico y se liberan al
      medio, produciendo la muerte de
      la célula.
    2. En el ciclo lisogénico se produce cuando el
      genoma del virus queda integrado en el genoma de la bacteria,
      no expresa sus genes y se replica junto al de la bacteria.
      El virus queda en forma de profago.

     

     

    3.-
    CONCLUSIONES:

    1.- Las células eucarióticas son de mayor
    tamaño que las procariótidas y su estructura es
    más compleja, y es aquella que posee un núcleo
    celular.

    2.- Los virus son seres vivientes de tamaño mucho
    menor que las células eucarióticas y
    procariótidas, y no se les considera como unidades
    celulares.

    3.- La mayor parte de las células son
    microscópicas, pero su tamaño varía en un
    rango muy amplio, algunas células bacterianas pueden
    apreciarse en un buen microscopio
    óptico, y ciertas células animales tienen un
    tamaño que permite apreciarlas a simple vista.

    4.- El hecho de que una membrana permita el paso de las
    moléculas de cierta sustancia depende de la estructura de
    aquella y del tamaño y carga eléctrica de las
    moléculas.

    5.- En los cloroplastos es donde se lleva a cabo la
    fotosíntesis, éstos cloroplastos al igual que las
    mitocondrias, poseen una membrana interna y una
    externa.

    6.- En la fotosíntesis las células
    transforman la energía luminosa en energía
    química, con el aprovechamiento del CO2 de la
    atmósfera y la formación de carbohidratos, y
    desprendimiento de oxígeno

    7.- En la fotorrespiración celular, éstas
    utilizan sustratos como la glucosa y producen dióxido de
    carbono, esto se lleva a cabo principalmente en sus
    mitocondrias.

    8- La fermentación va invariablemente
    acompañada del desarrollo de microorganismos, y cada tipo
    químico de fermentación en particular definido en
    función de sus principales productos orgánicos
    finales ( por ejemplo la fermentación láctica,
    alcohólica o butírica), va acompañada del
    desarrollo de un tipo específico de
    microorganismo.

    9- La fermentación es un proceso menos eficaz que
    la respiración aeróbica en cuanto a suministro
    energético ya que parte de la energía presente en
    la sustancia descompuesta está todavía presente en
    los productos orgánicos finales ( por ejemplo, el alcohol o el
    ácido láctico) formados de manera
    característica en los procesos fermentativos.

    10.- Las bacterias se subdividen en un total de 19
    partes, cada una de las cuales se distinguen por unos pocos
    criterios fáciles de determinas.

    11.- La definición más sencilla de la
    estructura de un hongo superior es una masa de citoplasma
    multinucleda, móvil dentro de un sistema de tubos muy
    ramificados que lo encierran.

    12.- Los hongos están siempre encerrados dentro
    de una pared rígida, no puede atrapar microorganismos
    más pequeños. La mayoría de los hongos viven
    libres en el suelo o en el agua y obtienen su energía por
    respiración o fermentación de materiales
    orgánicos solubles presentes en estos
    ambientes.

    13.- La mejor manera de considerar a los protozoos es
    como un conjunto que abarca un cierto número de grupos de
    protistas unicelulares eucarióticos ,típicamente
    móviles y no fotosintéticas, que probablemente han
    derivado, en varios momentos distintos del pasado evolutivo, de
    uno u otro grupo de las algas unicelulares

    14.- La clasificación primaria de las algas
    está basada en propiedades celulares, no del organismo: la
    naturaleza química de la pared, si está presente,
    los materiales orgánicos de reserva producidos por la
    célula; la naturaleza de los pigmentos
    fotosintéticos y la naturaleza y disposición de los
    flagelos que llevan las células móviles.

    15.- La mayoría de las algas son organismos
    acuáticos, que habitan las aguas dulces y los
    océanos. Estas formas acuáticas son principalmente
    de vida libre, pero ciertas algas marinas unicelulares han
    establecido relaciones simbióticas duraderas con animales
    invertebrados marinos ( por ejemplo, esponjas, corales ) y se
    desarrollan dentro de las células del animal
    hospedados.

    16.-La reproducción de los virus animales en
    forma resumida se origina con la adsorción y
    penetración del virus animal a una célula
    hospedadora con la formación de enlaces covalentes entre
    la superficie del virión y los receptores
    específicos de la superficie celular, posteriormente el
    primer paso en el desarrollo vírico intracelular es la
    transcripción y traducción de los genes
    víricos.

     

    REFERENCIAS
    BIBLIOGRAFICAS

    CITAS BIBLIOGRAFICAS:

    1. Ville Claude, Biología, 2° edición,
      ed. Mc Graw-Hill, México D.F, 1992, p.78
    2. Monitor, Enciclopedia Salvat para todos, ed. Salvat,
      Barcelona, España,
      1965, tomo 4, p. 1317
    3. IBID (1), p. 82
    4. IBID (1), p. 83
    5. IBID (1), p. 79
    6. IBID (1), p. 80
    7. Atlas de Biología, Los mecanismos de la vida,
      ed. Cultural S.A, Madrid, España, 1992, p.
      40
    8. IBID (7), pp. 46,47
    9. IBID (1), pp. 5-11
    10. IBID (1), p. 7
    11. IBID (1), pp. 113-125
    12. De Robertis, Biología celular y molecular,
      10° edición, ed. Florida, Argentina,
      1984, pp. 301-305
    13. IBID (1), pp. 195,196

    BIBLIOGRAFIA:

    • Ville Claude, Biología, 2° edición,
      ed. Mc Graw-Hill, México D.F, 1992
    • Monitor, Enciclopedia Salvat para todos, ed. Salvat,
      Barcelona, España, 1965
    • Atlas de Biología, Los mecanismos de la vida,
      ed. Cultural S.A, Madrid, España, 1992
    • De Robertis, Biología celular y molecular,
      10° edición, ed. Florida, Argentina,
      1984

     

     

     

    Tutor LAB: Juan Sebastián Ramírez

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