- RESUMEN
- TABLA DE CONTENIDOS
- INTRODUCCION:
- LA CELULA:
- 2.3.- MICROBIOLOGIA.-
- 2.3.1.-.
BACTERIAS/Morfología y estructura. - 2.3.2.-
HONGOS .
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
- PROCESOS CELULARES
- TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR
- 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:
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:
- 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 célulasEn 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)- 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
- ESTRUCTURA CELULAR GENERAL:
Estructura
Descripción
Función
Núcleo
celularNúcleo
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
vivaContiene 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
energíaMitocondrias
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 periféricosLocomoción 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:
- 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 proteínaya 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:
- telocéntricos, con el centrómero en un
extremo - acrocéntricos, uno de sus brazos es muy
corto - submetacéntricos, brazos de diferente
longitiud - 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.
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).
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.
- El Conceptáculo masculino o anteridio produce:
Anterozoides o gametos masculinos - El Conceptáculo femenino u Oogonio produce:
Oosferas o gametos femeninos - El resultado es Huevos o Zigotos
- Mas adelante se desarrolla un
Embrión - 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
- Vegetación
en Aragón. - Vegetación
en la Provincia de Teruel. - Flora
alpina. - El
Bosque. - Los
Árboles. - Clasificación
de los Árboles. - La
Encina. - El
Reino Vegetal. - Bibliografía
sobre Flora. - Glosario
sobre Flora. - Observa
la flora.
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:
- Fase de fijación : Los virus se unen
por la placa basal a la cubierta de la pared
bacteriana. - Fase de contracción: La cola se contrae
y el ácido nucléico del virus se empieza a
inyectar. - 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:
- 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. - 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.
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.
CITAS BIBLIOGRAFICAS:
- Ville Claude, Biología, 2° edición,
ed. Mc Graw-Hill, México D.F, 1992, p.78 - Monitor, Enciclopedia Salvat para todos, ed. Salvat,
Barcelona, España,
1965, tomo 4, p. 1317 - IBID (1), p. 82
- IBID (1), p. 83
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- Atlas de Biología, Los mecanismos de la vida,
ed. Cultural S.A, Madrid, España, 1992, p.
40 - IBID (7), pp. 46,47
- IBID (1), pp. 5-11
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- IBID (1), pp. 113-125
- De Robertis, Biología celular y molecular,
10° edición, ed. Florida, Argentina,
1984, pp. 301-305 - 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