Terico Biologa

Terico Biologa

Unidad I

Biologa Ciencia que estudia las mltiples formas que pueden adoptar los seres vivos (estructura, funcin, carecimiento y relacin con el medio fsico, biolgico y cultural). La biologa intenta comprender el fenmeno como tal.

Caractersticas de los seres Vivos Pueden expresarse en trminos de metabolismo, crecimiento, movimiento, reproduccin y adaptacin.

Ciencia Conjunto organizado o sistema de conocimientos con relacin a un objeto determinado.

Caractersticas:

Constituye un sistema de conocimientos interdependientes e interrelacionados.

El conocimiento est relacionado con un mismo objeto de estudio (se sintetizan en un todo unitario).

Ordenamiento de conocimientos segn reglas, principios y pautas preestablecidas.

El conocimiento debe tener validez general.

Debe haber conformidad entre lo que se dice y lo que existe.

Cuerpo de ideas crecientes (aumento da a da).

Conocimiento basado en el razonamiento.

El conocimiento debe ser exacto, justo, riguroso y preciso.

Est sujeto a una constante verificacin que se lleva a cabo a travs del mtodo cientfico.

Es falible.

Caducidad del conocimiento cientfico.

La ciencia es metodolgicamente atea y desde el punto de vista lgico es amoral.

Muestra un intenso dinamismo.

El conocimiento cientfico debe ser obtenido a travs de tcnicas y mtodos debidamente neo matizados (por medio del mtodo cientfico), es decir que no debe ser logrado por intuicin, ni estar basado en la emotividad.

Clasificacin de las ciencias:

Ciencias formales Lgica Construyen su propio objeto de estudio y su

Matemtica relacin.

Sus objetos de estudio son ideales y su objetivo es hacer una construccin de sistemas abstractos de pensamiento, la conciencia extrae de s misma los conocimientos. Su mtodo es deductivo ya que solo existe en la mente humana, la fuente de conocimiento es la razn. Los enunciados de stas consisten en relaciones entre signos. Tienen principios de contradiccin y razn suficientes y su certeza es apodctica.

Ciencias Fcticas Naturales: Fsica, Qumica, Biologa, Psicologa.

Culturales: Ps. Social, Socio., Economa, Cs.Polticas, Historia.

Trabajan con objetos reales, incluyendo objetos fsicos y psquicos. Sus objetos de estudio son hechos, procesos o cosas que se dan en la experiencia, de naturaleza sensorial.Estas son ciencias empricas, utilizan el mtodo cientfico o experimental. Son modificables, sus conclusiones son demostraciones verificables, provisorias. Su mtodo de estudio es la induccin.

El mtodo cientfico: En la ciencia es el conjunto de procedimientos destinados a encaminar a la conciencia, a captar el conocimiento de la verdad. Mediante este, se plantean problemas y se ponen a prueba las hiptesis que se intentan resolver.Existen dos tipos de mtodos cientficos: El mtodo experimental y el mtodo racional.

Las etapas para llegar al conocimiento cientfico son: 1 Observacin y duda.

2 Hiptesis, sta debe ser factible y verificable, estn complementadas por la induccin, analoga y deduccin.

3 Diseo de la prueba mediante distintos pasos, la recoleccin de datos (posibilitan conclusiones), verificar si los resultados de la prueba concuerdan con las hiptesis (en el caso de que concuerden pasan a ser una verdad cientfica).

Ley: el conocimiento tiene que ser absoluto, de validez general y no puede ser cambiante.

El conocimiento cientfico: Este no solo conoce sus limitos, sino que se halla en constante actividad. Se caracteriza por ser raciona, claro, preciso, sistemtico y metdico.

El conocimiento cientfico es general (universal), no se interesa por hechos aislados sino en establecer leyes de validez universal.El conocimiento cientfico prctico es verificable, mientras que el formal se establece a travs de la demostracin.

Lenguaje cientfico: Puede cumplir la funcin informativa, es decir, el cientfico materializa el producto de su investigacin a travs de este.Se reconoce que una funcin lingstica est cumpliendo una funcin informativa cuando tiene sentido decir de ella que es verdadera o falsa.

Cada ciencia tiene su propio lenguaje.

Nomenclatura y unidades en biologa: equivalencias

Al tratar de las dimensiones de la clula y de las cantidades de material presentes en el nivel celular, se necesitan unidades de un tamao apropiadamente pequeo.Las unidades de longitud incluyen:

Micrmetro 0.001 mm

Nanmetro 10 mm

Angstrom 10 mmEl peso se expresa en:

Miligramos 10 gr.

Microgramos 10 gr.

Nanogramos 10 gr.

Pictogramos 10 gr.

Los principios unificadores de la biologa son aquellos comunes a toda la biologa, estn relacionados a sus contenidos:

1. Continuidad gentica: Filogenia (desarrollo evolutivo de la especie) / Ontogenia (desarrollo del individuo)

2. Los seres vivos estn sujetos a cambios y evolucin en el tiempo. Si el cambio es brusco las especies no lo resisten y desaparecen. Pueden darse cambios lentos (evolucin) o rpidos (adaptacin).

3. Diversidad de formas: Justifica la evolucin.

4. Relacin en la estructura (base) y la funcin.

5. Adaptacin del organismo al medio ambiente.

6. Conducta a medida que se desarrollan los seres vivos.

7. Regulacin y homeostasis: Los organismos trabajan interconectados y mantienen un equilibrio interno estable, mientras que la relacin del organismo con el medio es inestable.

8. El hombre y el equilibrio biolgico; el hombre es consciente de su evolucin, estn relacionados con las estructuras lgicas de la biloga:

1. Biologa como ciencia INDUCTIVA

2. La HISTORIA de los conocimientos biolgicos.

Los principios unificadores son:

Todos los organismos estn formados por clulas: toda clula est formada por otras clulas preexistentes, siendo esta la mnima unidad de vida de los organismos.

Todos los organismos obedecen las leyes de la fsica y la qumica.

Todos los organismos requieren de energa: la energa en un organismo se mantiene siempre constante, solo que sufre transformaciones. Es de gran importancia para realizar los procesos.

Principios filosficos en las ciencias fcticas.

Estos principios hacen referencia al orden, evolucin y estratificacin a que se halla sujeto el mundo real, y son interdependientes.

Principio de origen: El mundo se halla estructurado en un perfecto orden matemtico.

La biologa como ciencia fctica, al estudiar la realidad, adems de buscar una explicacin de los fenmenos va descubriendo, entre otros aspectos, un ordenamiento uniforme y regular.

Principio de evolucin: Aceptando que el mundo real tiene un orden vemos que el mismo es progresivo y escalonado, tiene una lenta y paulatina jerarquizacin. ste principio tiene dos etapas: el origen de la vida y la diversidad de especies.

Principio organizador: Como resultado de ese orden y evolucin, surge la estratificacin.

En el estrato inferior aparece el correspondiente al mundo de lo inanimado de materia orgnica ESTRATO FISICO QUIMICO. Sobre ste se levanta el segundo estrato denominado ESTRATO DE LO ORGANICO de la materia animada (animales y vegetales), y en tercer lugar se encuentra el ESTRATO SUPERIOR O ANTROPOLOGICO correspondiente al hombre y su cultura.

Estratificacin del mundo real.

Cada uno de los estratos tiene sus propios principios, leyes y niveles de organizacin. Existe una dependencia de los estratos unidireccional. Hay elementos en los estratos inferiores contenidos en los superiores. Dicha dependencia no anula la soberana o autonoma de cada uno de ellos.

Nivel de organizacin de la materia.

Partculas sub atmicas: electrones, protones, neutrones. Estas partculas elementales son del 1 nivel sub atmico.

El nivel intermedio superior se denomina Atmico. La unidades el tomo y es el resultado de la integracin de diferentes partculas sub atmicas.

Nivel Molecular: Los tomos tienden a combinarse y reaccionar entre s dando lugar a la formacin de las molculas.

Por encima del nivel molecular esta el nivel celular, cuya unidad es la clula.

Nivel Pluricelular: Las clulas se fueron integrando y organizando hasta formar organismos pluricelulares. ste nivel puede dividirse en unidades estructurales: clulas, tejidos y rganos (a la vez se subdivide en sistemas y aparatos).

Nivel Ecolgico: Est representado por poblaciones de animales y vegetales cuya unidad es el ecosistema.

Nivel Cultural: Es en el cual la complejidad llega a su mximo grado.

El concepto de vida.

Aristteles La vida es aquello por lo cual un ser se nutre, crece y perece por s mismo.

Santo Toms La vida es aquello que posee por s mismo un movimiento o sus correspondientes operaciones, aquello que puede moverse por s mismo.

Schroedinger Como obj. De estudio de la biologa, sigue leyes dinmicas que tambin pueden regir en la fisicoqumica, no es posible reducir a un determinismo mecanicista los fenmenos de la vida.

Teora de la biognesis: Es una regla biolgica segn la cual un ser vivo solamente puede ser creado por otro u otros seres similares a l. Esta teora va en contra de la generacin espontanea.

Teora de la eternidad de la vida: Difundida por las corrientes filosficas idealistas. La vida es eterna, de carcter espiritual que se perpeta en el tiempo.

Evolucin qumica y el origen de la vida:

La hiptesis, generalmente aceptada por los cientficos, es que la vida se desarroll a partir de la materia inanimada. Este proceso llamado Evolucin Qumica implico varias fases:

1- Pequeas molculas orgnicas se formaran de modo espontaneo y se acumularan con el tiempo.

2- A partir de molculas ms pequeas se elaborarn las macro molculas, como protenas y cidos nucleicos. Luego, las macro molculas interactuaran entre s y se reunirn en estructuras ms complicadas, que con el tiempo sern capaces de metabolizar y duplicarse. Estos ensambles macro moleculares se convirtieron en estructuras parecidas a clulas, que por ultimo llegaron a ser las primeras clulas vivas.

Las grandes corrientes filosficas del pensamiento biolgico.

Vitalismo Cree que las leyes de la fsica y la qumica no pueden explicar los fenmenos vitales, por lo cual debe aceptarse la intervencin de una fuerza o principio distinto.

Mecanicismo No existen en biologa otras leyes que las fsicas y las qumicas. Aceptan un determinismo de los fenmenos biolgicos.

Pluralismo Consideran la generacin espontanea y la eternidad de la vida.

Holismo Todas las partes de un sistema dado no puede ser determinado por las partes que lo componen por s solas. Es una concepcin basada en una integracin total. La suma de los todos.

Materialismo Slo la materia existe independientemente de nuestra conciencia, y sta es un fenmeno derivado de procesos objetivos que afectan a la materia.

Teoras y leyes en biologa.

Teora celular: Afirma que todo ser vivo est formado por clulas y sus productos, que la formacin de la clula se produce por la divisin de otra clula preexistente. La composicin qumica y el desarrollo metablico de los organismos tienen similitudes fundamentales a los seres vivos.

Teora del gen: Explica el mecanismo por el cual se trasmiten las caractersticas hereditarias de los descendientes a travs de los cromosomas. El gen es la unidad de material hereditario, est constituido por ADN y protenas.

Ley de la recapitulacin de la filogenia: La ontogenia (historia del desarrollo de la vida de los individuos de una especie) es la recapitulacin de la filogenia (historia evolutiva de las especies).

Ley de la universalidad del cdigo gentico: Casa aminocido es codificado por un triplete de nucletidos.

Ley de la herencia mendeliana: Base de la transmisin de los caracteres hereditarios (las dos leyes de Mendel).

Teora de evolucin: Las plantas y animales se desarrollaron por otros organismos preexistentes.

Teora de Darwin: Tambin denominada Teora de la seleccin natural, la seleccin es el mecanismo fundamental de la ascendencia y es producida por las caractersticas de los seres vivos.

Unidad III: Nivel de organizacin celular

La vida presenta niveles estructurales jerrquicos de los cuales cada uno se basa en el nivel previo y provee el fundamento para el nivel superior. Toda la vida est construida sobre un fundamento qumico que se basa en elementos, cada uno de los cuales es un tipo nico de materia. Un tomo es la partcula mas pequea de un elemento que conserva las propiedades del mismo, cualquier divisin que se realice a un tomo producir partculas subatmicas (protones y neutrones). Los tomos se pueden combinar de maneras especficas para formar molculas, aunque muchas de estas sean formadas espontneamente, las mayores y ms complejas son formadas slo por los seres vivos. Los cuerpos de los seres vivos estn formados particularmente por molculas complejas. Las molculas orgnicas se basan en el elemento carbono.

La clula es la unidad ms pequea de vida, la diferencia entre una clula viva y un conjunto de elementos qumicos, ilustra algunas de las propiedades emergentes de la vida.

Todas las clulas tienen genes que proporcionan la informacin necesaria para controlar su vida. Algunas subestructuras, llamadas organelas u organoides, cumplen la funcin de fbricas qumicas en miniatura utilizando la informacin contenida en dichos genes y a la vez mantienen viva la clula.La clula est separada del mundo exterior por una membrana delgada que a al mismo tiempo encierra el medio acuoso llamado citoplasma.

Algunos organismos, principalmente microscpicos, estn compuestos solo de una clula, pero los organismos mayores se componen de muchas clulas, cuyas funciones son diferenciadas. En estos organismos multicelulares, las clulas del mismo tipo forman tejidos, los cuales realizan una funcin particular. Algunos tipos de tejidos se combinan para formar una unidad estructural llamada rgano. Varios rganos, que de manera conjunta realizan una sola funcin, reciben el nombre de sistema de rganos. Todos los sistemas que funcionan de manera conjunta forman un ser vivo individual, un organismo.

Niveles, caractersticas y ejemplos:

Partcula subatmica Son las partculas que conforman un tomo (Protn, Neutrn, Electrn).

Atmico Es la partcula mas pequea de un elemento que conserva las propiedades del mismo (carbono, hidrogeno, nitrgeno)

Molecular Combinacin de tomos como por ej. Agua, glucosa, colesterol.

Macromolecular Estructuras polimrica (ej. Cadena polipeptdica, ADN, ARN)

Supra macromolecular Asociacin de varias molculas y macromolculas (cromatina, membranas celulares)

Sub-celular (organelas) Estructura dentro de la clula que realiza una funcin especfica (mitocondria, nuclolo, cloroplastos)

Celular La unidad de vida ms pequea (neuronas, linfocitos)

Tejido Grupo de clulas parecidas que realizan una funcin especfica (tejido nervioso, tejido epitelial)

rgano Una estructura dentro de un organismo, generalmente compuesta de diversos tipos de tejidos, que forman una unidad funcional (cerebro, hgado)

Sistema de rganos Dos o ms rganos que trabajan juntos en la ejecucin de una funcin corporal especfica (sist. Digestivo, sist. Nervioso)

Organismo Un ser vivo individual, compuesto de muchas clulas (caballo)

Poblacin Miembros de una especie que haban en la misma rea (tropilla de caballos)

Comunidad Dos o ms poblaciones de diferentes especies que viven e interactan en la misma rea (vboras, arbustos, arboles, pastos, monos,etc)

Ecosistema Una comunidad junto con los elementos no vivos que la rodean (selva)

Biosfera La parte de la tierra habitada por seres vivos, incluye componentes vivos y no vivos (superficie de la tierra)

La materia viva: caractersticas generales, organizacin fsico-qumica y propiedades.

La materia viva o protoplasma puede ser considerada como materia prima de los seres vivos, puede integrarse en diferentes estructuras o formar parte de la sustancia fundamental de las clulas. Dependen de su material qumico, considerado de un sistema heterogneo, que no presenta en todos sus puntos las mismas propiedades fsicas.

La biologa estudia los seres vivos, el concepto de vivo esta dado por las siguientes propiedades:

Organizacin especfica: La materia viva est organizada de tal manera que, si fragmentamos la unidad vital mnima (clula), sta pierde las propiedades que caracterizan al ser vivo del que se parte.

Composicin qumica compleja: La complejidad es ascendente, comienza en los tomos, pasa por molculas, organoides, organismos unicelulares y pluricelulares, tejidos, rganos y sistemas de rganos.

Crecimiento: Hay dos tipos de crecimiento, Hiperplacio (cuando aumenta de tamao un rgano por el aumento del volumen o cantidad de las clulas) e Hipertrofio (cuando aumenta de tamao un rgano por aumento de tamao de sus clulas).

Reproduccin: El ser vivo puede dar origen a un individuo similar a s mismo. Existe una reproduccin sexual as como una asexual (bacterias).

Metabolismo: Los mecanismos fsico-qumicos que realiza el organismo vivo se denomina metabolismo, ste a su vez se divide en anabolismo (sntesis de molculas simples o complejas) y catabolismo (degradacin de molculas simples o complejas). El proceso del anabolismo se denomina endergnico ya que utiliza energa; mientras que el del catabolismo se denomina exergeno ya que se libera la energa.

Irritabilidad: Capacidad de reaccionar ante determinados estmulos.

Adaptacin: Capacidad de sobrevivir en distintos ambientes, si esto persiste en el tiempo se da el proceso de evolucin.

Componentes qumicos de la materia viva.

Carbono (C), hidrgeno (H), oxgeno (O), nitrgeno (N), fosforo (P) y azufre (S) son los elementos qumicos suficientes para construir todos los organismos. stos se denominan BIOMOLECULAS por su funcin en la constitucin de los seres vivos. Alrededor del 99% del organismo sta formada a partir de stos 6 elementos, por lo que tambin pueden denominarse BIOELEMENTOS PRIMARIOS. El resto de los componentes incluyen elementos como calcio, sodio, potasio, etc. y se denominan BIOELEMENTOS SECUNDARIOS, tambin esenciales para el organismo.

Existen biomolculas comunes a todos los seres vivos entre las cuales hay SUSTANCIAS ORGANICAS como las protenas, los lpidos, los hidratos de carbono los cidos nucleicos y las vitaminas, pero tambin hay sustancias inorgnicas como el agua y el dixido de carbono. A dems, todos los seres vivos poseen pequeas cantidades de minerales, que son compuestos inicos.

A las molculas orgnicas se las denomina compuestos del carbono, ya que se caracterizan por tener una estructura formada de cadenas de tomos de carbono enlazados entre s, a los que estn unidos tomos de hidrogeno.

Funciones de las biomoleculas.

Estructural o constructiva: Constituyen los materiales de construccin utilizadas para la formacin y el funcionamiento de las clulas, y para el reemplazo de las estructuras daadas.

Energtica: Almacenan y aportan la energa necesaria para mantener la organizacin y el funcionamiento del organismo.

Regulador: Controlan y regulan reacciones qumicas en las que intervienen.

El agua en los seres vivos.

Una gran parte de la masa de casi todos los organismos es simplemente agua. El agua disuelve muchos tipos diferentes de compuestos n gran cantidades. Debido a sus propiedades solventes y a la tendencia de los tomos de ciertos compuestos de formar iones en solucin, desempea un papel importante al facilitar las reacciones qumicas.

El agua disuelve a las sales (como el cloruro de sodio) mediante hidratacin y estabilizacin de los iones Cl y Na, como consecuencia de la reduccin de las redacciones inicas que existen entre ellos.

El agua es un reactivo o producto de muchas reacciones qumicas que ocurren en los tejidos vivos. Acta como reactivo en la fotosntesis y es uno de los productos en la reaccin general de la respiracin, tambin es la fuente del oxgeno del aire. sta se produce en todas las reacciones de condensacin que dan lugar a las macro molculas ms importantes (polisacridos, protenas y cidos nuclicos) y como reactivo interviene en las reacciones opuestas de hidrlisis, que catalizan los distintos tipos de hidrolasas (enzimas), que dan como resultado la produccin de monosacridos, aminocidos y nucletidos respectivamente.

Los minerales.

El sodio, el potasio, el calcio, el fosforo, el magnesio y el hierro, entre otros minerales, son fundamentales para los organismos. En los seres vivos pueden encontrarse como sales minerales de tres modos:

Disueltos en los medios celulares internos y externo donde son necesarios en cantidades mnimas como reguladores de las reacciones qumicas. Ej. Sodio y potasio para transmisin de impulso nervioso.

Formando estructuras slidas que tienen funcin de sostn o protectora, como las sales de calcio que componen el esqueleto interno, el externo y el corazn de algunos organismos.

Asociadas a molculas orgnicas.

Los minerales deben obtenerse por medio de la dieta, tanto en los alimentos como disueltos en el agua potable, ya que el organismo no puede fabricarlos.

Hidratos de carbono.

Son un grupo variado de compuestos, constituidos por C, H y O. En algunos casos pueden tener adems N o S. Tambin se los llama glcidos, carbohidratos o azucares.

Los monosacridos o azucares simples estn compuestos por una sola unidad de azcar (cadena de 3 a 8 tomos de carbono) como por ejemplo la glucosa (glcido de 6 carbonos). Pueden unirse entre s y dar origen a compuestos ms grandes, los oligosacridos (entre ellos disacridos, formados a partir de la unin de dos monosacridos) y los polisacridos (construidos entre 11 y varios miles de monosacridos).

Entre los disacridos ms conocidos se encuentran la sacarosa (azcar comn), la lactosa (azcar de la leche) y la maltosa.

El almidn, el glucgeno y la celulosa son tres tipos de polisacridos.

Funciones que cumplen los carbohidratos en los seres vivos:

Energtica y reserva de energa: La glucosa es la principal fuente de energa que emplea la mayora de los seres vivos en la respiracin celular. El almidn en las plantas y el glucgeno en los animales, por otro lado constituyen reservas de energa que se almacenan y que las clulas emplean cuando lo requieren.

Estructural: Algunos polisacridos actan como material de construccin y de sostn de las clulas. Ej. Celulosa y quitina.

Componentes de otras biomolculas: La ribosa forma parte de los cidos nuclicos. Otros glcidos se asocian con protenas (glicoprotenas) o con lpidos (glucolpidos) y forman parte de la membrana celular.

Lpidos.

Las grasas se incluyen en el grupo de los lpidos, entre los que se encuentran tambin los aceites, las ceras y el colesterol, que comparten la siguiente caracterstica: Son insolubles en el agua y solubles en solventes orgnicos (benceno, cloroformo, acetona, etc.).

Tanto en las grasas como en los aceites estn presentes los triglicridos, stas son molculas que resultan de la combinacin de tres cidos grasos con una molcula de glicerol. Las largas cadenas de cidos grasos formadas por tomos de carbono e hidrogeno le dan a estas molculas la propiedad de ser hidrofbica (molculas que son repelidas por el agua, o que no se pueden mezclar con ella).

Los fosfolpidos son los principales componentes de las membranas celulares, que tambin incluyen otros lpidos como el colesterol. Tienen una cabeza hidroflica (tiende a acercarse al agua) y una cola hidrofbica.

Los lpidos cumplen funciones esenciales en los seres vivos:

Estructural: Los fosfolpidos y el colesterol son componentes fundamentales de la membrana celular.

Energtica: Los triglicridos se almacenan en el tejido adiposo de muchos animales y en las semillas, son utilizados para la obtencin de energa cuando hay poca disponibilidad de glcidos.

Protectora: Las ceras forman cubiertas alrededor de las semillas y los frutos de las plantas, y sobre la piel, los pelos y las plumas de algunos animales brindndoles proteccin.

Reguladora del metabolismo: Las vitaminas A, D, K y E y algunas hormonas, son lpidos que regulan numerosos procesos.

Regulador de la temperatura: En animales de zonas fras o ambientes marinos, las grasas almacenadas en el tejido adiposo debajo de la piel actan como aislantes y favorecen la regulacin de la temperatura corporal.

Protenas.

Son polmeros de aminocidos, se unen entre s mediante uniones peptdicas. Todas las funciones bsicas de las clulas dependen de protenas especficas.

Las propiedades de las protenas varan considerablemente. Las protenas fibrosas, como la queratina y el colgeno, son insolubles; mientras que las globulares, como las protenas sanguneas, son solubles en agua y sus molculas adquieren una configuracin esfrica. Tambin existen protenas conjugadas, unidas a porciones no proteicas.

Existen cuatro niveles de organizacin estructural de las protenas:

Estructura primaria: Hace referencia a las secuencias, es decir a la cantidad y al orden en que se ubican los aminocidos en la cadena polipeptdica.

Estructura secundaria: Corresponde al primer plegamiento de la cadena polipeptdica en forma de hlice (como un resorte), o de hoja plegada (como un abanico).

Estructuras terciaria: Corresponde a un plegamiento de la cadena sobre s misma, que adopta la estructura especial tridimensional definitiva.

Estructura cuaternaria: En el caso particular de la hemoglobina, cuatro cadenas globulares se unen y forman la protena, que funciona como transportadora de oxgeno en los glbulos rojos. Cada cadena incluye un grupo hemo con un tomo de hierro donde se une el oxgeno.

Enzimas.

Son catalizadores orgnicos mediante los cuales las clulas realizan y aceleran reacciones bioqumicas. Un catalizador es una sustancia que acelera las reacciones qumicas sin modificarse, esto indica que puede ser usado una y otra vez.

El conjunto de las enzimas constituye el grupo de molculas ms extenso y especializado del organismo.

Las enzimas son protenas que tienen uno o ms lugares denominados sitios activos a los cuales se une el sustrato, es decir la sustancia sobre la que acta la enzima. El sustrato es modificado qumicamente y convertido en uno o ms productos. Las enzimas aceleran la reaccin hasta que se alcanza un equilibrio, y pueden ser tan eficientes como para que la velocidad de reaccin sea de 10 a 10 veces ms rpida que en ausencia del catalizador.

Una caracterstica muy importante de la actividad enzimtica es su especificidad, de manera que cada enzima particular acta solo sobre un determinado sustrato. Las enzimas pueden ser tan especficas que son incapaces de actuar sobre sustancias estrechamente relacionadas.

Cuando las enzimas pierden su estructura tridimensional caracterstica, se dice que estn desnaturalizadas.

cidos Nucleicos.

Estos son macromolculas formadas por la polimerizacin (unin) de muchos nucletidos. Cada nucletido est formado por una base nitrogenada, un azcar y un grupo fosfato.

Existen dos tipos de cidos nucleicos: ADN y ARN, la diferencia entre estos se da por el azcar que los acompaa, para el ADN la desoxirribosa y para el ARN la ribosa.

Existen varios tipos de ARN:

ARNm lleva la informacin gentica desde el ncleo a los lugares donde se realice la sntesis proteica.

ARNt transporta los aminocidos recogidos de el citoplasma hasta los ribosomas para participar en la sntesis proteica.

ARNr codifica el mensaje que trae el ARNm.

Las bases nitrogenadas pueden ser pricas o pirimdicas. Las pricas son adenina (A) y guanina (G); las pirimdicas son la timina (T), citocina (C) y uracilo (U), ste ltimo reemplaza a la timina en el ARN.

Los azucares de los cidos nucleicos son monosacridos pertenecientes al grupo de las pentosas, por lo que tienen 5 tomos de carbono en forma cclica pentagonal.

El grupo fosfato se combina con dos azucares a la vez, sirviendo de enlace a dos nucletidos vecinos, permitiendo formar los polinucletidos, alineados a lo largo de la cadena.

El ADN est constituido por dos hemicadenas de polinucletidos enrollados en forma helicoidal, alrededor de un eje central. Los nucletidos estn agarrados a los nucletidos de la hemicadena opuesta por intermedio de sus bases, que se enfrentan y se unen entre s por puentes de hidrogeno con doble o triple ligadura.

Las hemicadenas de fosfato-azcar forman la columna vertebral del helicoide y las bases estn dispuestas hacia el interior.

La diferencia esencial entre ADN y ARN, adems del reemplazo de la desoxirribosa por la ribosa, y de timina por uracilo, es que el ARN est constituido por una cadena nica y que sus dimensiones son ms reducidas que las del ADN.

La localizacin del ADN se remite casi a la totalidad del mismo al ncleo en forma de cromatina y cromosomas; y en una pequea cantidad en las mitocondrias y centriolos.

En el citoplasma se puede encontrar ARN al igual que en el ncleo (nuclolos). Dentro del citoplasma se distribuyen en su mayor dimensin en la estructura de los ribosomas y en muy pequea cantidad en las mitocondrias y los centriolos.

La funcin que cumple el ADN no es nica, controla la actividad total de la clula y constituye el archivo de la informacin gentica que est comprendida en la transmisin de los caracteres hereditarios. Debido a su propiedad de auto duplicacin, asegura en el fenmeno de divisin celular que cada clula hija reciba el mismo nmero de cromosomas que la clula madre. Es el responsable de la sntesis del ARN.

El ARN cumple la funcin de transcribir el mensaje gentico en el ADN y traducirlo a protenas.

Unidad IV: Estructura Celular.

La clula: concepto, forma, tamao y caractersticas generales.

Clula: Unidad anatmica, biolgica, fisiolgica y vital de todos los seres vivos. Las clulas que forman nuestro cuerpo son eucariotas. Sus partes principales son el ncleo y el citoplasma.

La forma de las clulas es generalmente esfrica, aunque la apariencia final depende de la existencia de la pared celular, la presencia del citoesqueleto y la adhesin a otras clulas vecinas. El tamao de una clula se regula por una relacin de volumen/superficie (mientras menor sea, menos materiales se podrn intercambiar) y por la capacidad del ncleo para producir copias de molculas que regulan los procesos celulares.

Caractersticas generales:

Existen dos clases de clulas: Procariotas y eucariotas. La principal diferencia entre ambas es que las procariotas no poseen envoltura nuclear y los cromosomas se hallan en contacto directo con el resto del protoplasma.En las clulas eucariotas existe una complicada envoltura nuclear en la que se dan todos los intercambios nuclenicosplasmticos.

Desde el punto de vista evolutivo se considera a las procariotas antecesoras de las eucariotas.

La membrana plasmtica separa el contenido de la clula del medio externo; se trata de una bicapa lipdica con protenas intercaladas en su superficie. Una de las funciones de la membrana plasmtica es la de controlar selectivamente el trafico de solutos. En clulas vegetales, la membrana esta reforzada y cubierta por la pared celular.

La presencia de ncleo caracteriza a la clula eucariota, casi todas las clulas son mono nucleadas, pero existen algunas binucleadas y polinucleadas.

Los papeles esenciales del ncleo son: almacenar la informacin gentica, duplicar el ADN y llevar a cavo la transcripcin del mismo.

Mtodos de estudio: El concepto de poder resolutivo.

El poder resolutivo hizo evolucionar a la ciencia biolgica a travs de los mtodos de estudio.

El poder resolutivo del microscopio por ej. Indica la capacidad para resolver estructuras.

La membrana celular.

Composicin y organizacin celular:

La membrana celular es esencial en la vida de la clula, es una estructura dinmica y fluida formada por fosfolipidos y protenas.

Generalmente est rodeada por un medio acuoso, por lo que las molculas de fosfolipidos se disponen en una bicapa con sus colas hidrofbicas apuntando hacia el interior y sus cabezas hidrfilas de fosfato apuntando hacia el exterior.

La estructura de la bicapa tambin es fluida.

En algunos organismos, la bicapa de fosfolipidos alberga grandes cantidades de molculas de colesterol que le otorgan rigidez y disminuyen la permeabilidad a molculas solubles pequeas.

Las superficies interior y exterior de la membrana celular difieren de manera considerable en su composicin qumica. En general tienen concentraciones diferentes de distintos tipos de lpidos. En mucha clase de clulas, la capa externa es particularmente rica en glucolpidos y glucoprotenas.

Las cadenas de carbohidratos que sobresalen de la capa exterior de la membrana, unidas a lpidos y a protenas, estn implicadas en la adhesin de las clulas entre s y en el reconocimiento de molculas de la superficie de la membrana.

Hay protenas entre el interior y el exterior de la membrana, las cuales sirven de transporte. Desempean un papel importante en la permeabilidad, ya sea como canales o como transportadoras. Las protenas pueden ser perifricas e integrales.

Fluidez de la membrana, su importancia biolgica.

Tanto los lpidos como las protenas pueden tener una considerable libertad de movimiento lateral dentro de la membrana. La fluidez de la bicapa es la responsable del proceso de auto sellado que presentan las clulas.

Existen numerosos procesos fisiolgicos que son posibles gracias a la fluidez del movimiento que la membrana le concede a las protenas, como los procesos de transporte, el agrupamiento de receptores transmembranosos e interaccin con protenas canales en respuesta a un estimulo, endocitosis, exocitosis, etc.

Permeabilidad de la membrana.

Transporte pasivo: El movimiento de sustancias qumicas dentro de un sistema o entre el sistema y el medio se produce en forma espontanea desde regiones donde el potencial qumico es mayor hacia donde es menor. Este tipo de transporte impulsado por gradiente no requiere gasto de energa.

Transporte activo: Va en contra de la gradiente. Est medido por protenas de transporte, requiere de energa para llevarse a cabo. La energa la consigue aprovechando el gradiente electro-qumico o mediante ATP. Existen dos tipos de transporte activo: el primario (mediado por ATP asas) y el secundario (mediado por protenas transportadoras)

Difusin: Es el desplazamiento neto de molculas a presin y temperatura constante desde zonas de mayor concentracin hacia zonas de menor, es el mecanismo principal de movimiento de molculas en una clula. Este no requiere de energa externa.

En la difusin simple la fuerza impulsora es el gradiente de potencial qumico, mientras que en la difusin facilitada puede ser el gradiente de potencial qumico como el electroqumico. Este ltimo se produce a travs de protenas integrales de membrana.

En todas las membranas hay dos tipos de transporte facilitado:

Canales: Son estructuras proteicas que forman un conducto en la membrana a travs del cual pueden pasar determinados solutos por difusin. Estos canales forman conductos hidrfilos para el pasaje de sustancias hidrfilas, se los llama canales inicos porq permiten el acceso de iones exclusivamente. El agua tambin atraviesa la bicapa por este canal.

Transportadores: Son estructuras proteicas que se asocian en forma especfica con la molcula que ser transportada y las desplazan a travs de la membrana. Ej. Las bombas.

Diferenciaciones de membrana.

Corresponde a regiones identificables morfolgicamente, adaptadas de manera especial para diferentes funciones como secrecin, adherencia mecnica o interacciones con otras clulas o con las matrices celulares.

Matriz citoplasmtica y citoesqueleto.

La matriz citoplasmtica o citoplasma est constituida por molculas de ARN, protenas globulares, enzimas, etc., tiene un citoesqueleto que permite el sostn de la clula e interviene en los movimientos intracelulares.

Sistema de endomembranas.

Las clulas poseen estructuras internas que las dividen en compartimientos especializados, limitados por membranas cerradas y permeables, en forma selectiva. Cada compartimiento es funcionalmente diferente y contiene un grupo caracterstico de enzimas que realizan las funciones propias de cada organela. En el espacio funcional estn interconectados.

El sistema de endomembranas est constituido por vacuolas y vesculas, el retculo endoplasmtico, el complejo de golgi y los lisosomas.

Organoides del citoplasma.

Membrana nuclear: Limite entre el interior del ncleo y el citoplasma. Permite su comunicacin. En su capa externa contiene ribosomas que sintetizan protenas.

Retculo endoplasmatico: se divide en Retculo endoplasmtico liso (divide la clula en compartimentos, transporta sustancias y sintetiza lpidos) y Retculo endoplasmtico rugoso (sintetiza protenas, divide tambin la clula).

Aparato de Golgi: Empaqueta los lpidos y protenas que se sintetizan en el R.E. y los distribuye. Colabora con la formacin de membranas, vacuolas y lisosomas.

Mitocondrias: Encargada de la respiracin celular, consiste en la transformacin del alimento y el oxgeno dando como resultado energa (ATP).

Lisosomas: Poseen enzimas hidroliticas que limpian la clula. Digestin intracelular, degrada macromolculas y organoides viejos de la clula.

Organoides, inclusiones y diferenciaciones citoplasmticas.

La clula no es meramente una bolsa de lquidos, enzimas y sustancias qumicas, tambin contiene estructuras fsicas altamente organizadas, muchas de las cuales se llaman organelas, y cuta naturaleza fsica es tan importante para el funcionamiento celular como lo son los constituyentes qumicos.

Entre las organelas se incluyen aquellas como la membrana nuclear, membrana celular, el R.E, el aparato de Golgi, las mitocondrias, lisosomas y los centriolos.

El ncleo interfsico.

El ncleo es el centro de control de la clula, contiene grandes cantidades de ADN, las cuales determinan las caractersticas de las enzimas citoplasmticas que rigen la actividad del citoplasma. Tambin controla la reproduccin; en primer lugar, los genes se reproducen a s mismos, despus de lo cual la clula se divide por un proceso especial llamado mitosis, para dar origen a la formacin de dos clulas hijas, cada una de las cuales recibe uno de los dos conjuntos de genes.

La envoltura nuclear se llama membrana nuclear, se encuentra por varios polos nucleares.

El nuclolo no tiene una membrana delimitadora, es una estructura que contiene una gran cantidad de ARN y protenas de dos tipos encontradas en los ribosomas. Aumenta de tamao cuando la clula sintetiza protenas de forma activa. Las sntesis de ARN se almacenan en ste.

UNIDAD V: Tejidos.

Caractersticas generales: Puede definirse como un grupo o capa de clulas de la misma especializacin que, en conjunto, se distinguen por sus funciones especiales. Cada variedad de tejido consta de clulas con tamao, forma y disposicin caractersticas.

Clasificacin:

Epitelial Consiste en lminas continuas de clulas que proporcionan una cubierta protectora a todo el cuerpo y contiene terminaciones nerviosas, sensoriales.

Funciones:

* Proteccin: Las clulas que lo compone se mantienen slidamente unidas formando una o varias capas. Se clasifican de acuerdo al nmero de capas que lo componen (monoestratificados y estratificados), la forma de sus clulas (planas, cubicas o cilndricas) y las especializaciones de las mismas.

* Glandular: Se caracteriza por su funcin secretora, existen tres tipos de glndulas: exocrinas, endocrinas y mixtas.

* Sensorial: Se localizan en los rganos de los sentidos. Transmiten un impulso nervioso que llega al cerebro por una va sensorial especfica.

Conectivo Renen, dan apoyo y protegen a los otros tres tipos de tejidos. Est formado por clulas, fibras y matriz. Dentro de ste hay dos tipos bsicos: laxo (sirve de sostn a todos los otros tejidos y a los vasos sanguneos) y denso (sirve de sostn para los msculos).

Dentro de los conectivos se encuentran los especializados:

* Adiposo: Contribuyen a la regulacin hormonal, reservan energa.

* Cartilaginoso (sostn): Es avascular (no tiene irrigacin propia). Se divide en fibrosos (permiten movimientos y cambios de forma), hialino y elstico.

* seo: Es de sostn, tiene irrigacin propia. Junto con el conducto sanguneo constituyen el sistema de Habers.

Muscular Responsable de los movimientos corporales, est formado por msculos estriado esqueltico, estriados cardiacos y muscular liso (involuntario).

Nervioso Recibe informacin almacenada y eferente (hacia afuera); y la reenva.

Tejido nervioso: tipos celulares.

El tejido nervioso est compuesto por neuronas, especializadas en conducir impulsos nerviosos electroqumicos y clulas gliales (micrglia, astrocitos, oligodendrocitos y schwann)

El impulso nervioso.

El potencial de accin se desencadena cuando la membrana se despolariza generando el impulso nervioso. ste ltimo tiene dos tipos de conduccin: saltatoria y continua.

Barrera hemoencefalica.

Los astrocitos rodean los capilares sanguneos constituyendo la barrera hemoencefalica en el cerebro, cerebelo y el bulbo raqudeo. sta bloquea el pasaje de sustancias nocivas desde la sangre hacia el tejido nervioso.

Sealizacin intercelular.

Hay tres tipos:

Paracrina Las molculas actan como mediadores afectando nicamente las clulas del ambiente intermedio de la clula seal.

Sinptica Cuando una neurona es activada, enva impulsos elctricos a lo largo de su axn, el terminal nervioso segrega una seal qumica (neurotransmisor) y entra en contacto con su clula diana a travs de sinapsis qumica.

Endocrina Segregan sus molculas seal (hormonas) en el torrente sanguneo, el cual transporta la seal hasta las clulas dianas distribuidas por el cuerpo.

Sinapsis: Son conexiones entre los botones terminales de los extremos de las ramas axnicas de una neurona y la membrana de otra.

La membrana presinptica, localizada al final del botn terminal, se sita frente a la membrana postsinptica que recibe el mensaje. Entre ambas se encuentra la hendidura sinptica.

Tipos de sinapsis:

Qumica La sinapsis qumica se establece entre clulas que estn separadas entre s por la llamada hendidura sinptica. La liberacin de neurotransmisores es iniciada por la llegada de un impulso nervioso (o potencial de accin), y se produce mediante un proceso muy rpido de secrecin celular: en el terminal nervioso presinptico, las vesculas que contienen los neurotransmisores permanecen ancladas y preparadas junto a la membrana sinptica.

Elctrica es aquella en la que la transmisin entre la primera neurona y la segunda no se produce por la secrecin de un neurotransmisor, sino por el paso de iones de una clula a otra a travs de uniones gap (pequeos canales formados por el acoplamiento de complejos proteicos, basados en conexinas, en clulas estrechamente adheridas).

Las sinapsis elctricas son ms rpidas que las sinapsis qumicas pero menos plsticas; por lo dems, son menos propensas a alteraciones o modulacin porque facilitan el intercambio entre los citoplasmas de iones y otras sustancias qumicas.

Unidad VI: Reproduccin Celular.

Tipos de divisin celular en el organismo.

Hay dos tipos de divisin celular: Mitosis y Meiosis.Tenemos 46 cromosomas en cada clula de nuestro cuerpo, la reproduccin se da de forma sexual. Se produce una fase en la que se forman los gametos (clulas sexuales), el ovulo y el espermatozoide.

Todo individuo se forma por la base haploide de 23 cromosomas mediante la fecundacin interna. De sta unin se origina una clula cigota que vuelve a tener 46 cromosomas.

Ciclo celular: Es el ciclo de vida de la clula que comienza cuando se forma una nueva clula hija y culmina con la divisin de la misma.

La divisin puede darse en dos fases:

1. INTERFASE: dentro de esta se distinguen tres etapas (G1, S y G2)

* Fase G1 La clula aumenta el tamao, multiplica componentes como organelas, protenas, reservas energticas, etc. Esta fase cumple con su funcin especfica y es la nica etapa del ciclo que no tiene un tiempo fijo, ya que depende del tipo y funcin celular.

* Fase S En sta ocurre tres cuestiones fundamentales: la replicacin del ADN, duplicacin de los centriolos y la duplicacin de las protenas asociadas al ADN (histonas y no histonas), es decir que se realiza la copia de la informacin gentica.

La duracin de esta fase es constante en todos los tipos celulares.

* Fase G2 Sucede a la fase D y procede a la M, en ella ocurren los preparativos finales para la divisin celular. Es cuando se realiza el chequeo previo a la divisin. Si la clula est en condiciones pasar a la fase M.La duracin de esta etapa tambin es constante.

Fase M: Es la etapa de divisin celular (procedida por G2, S y G1). Incluye a la citocinesis.

La divisin celular es el proceso por el cual una clula madre se divide dando lugar a dos clulas hijas. En esta se separan todos sus componentes, previamente duplicados (material gentico).

Fase G: A esta etapa se la denomina como G1 eterno. Algunos como la neurona, la clula muscular y el hepatocito quedan en G ya que no se dividen.

Mitosis.

Es el proceso por el cual una clula diploide (2n) se divide en dos clulas hijas iguales (2n) pero ms pequeas.

Sus etapas son:

Profase: La cromatina se ha condensado lo suficiente y los cromosomas se han hecho visibles. Se pueden ver los dos pares de centriolos fuera de la envoltura nuclear, stos migran a los polos opuestos para comenzar a formar el huso mittico. Su envoltura comienza a dispersarse y desaparecen los ncleos. Es la fase ms larga de la mitosis.

Prometafase: Al comienzo de sta se desintegra la lmina y la membrana nuclear. Se forma el huso mittico. Los cromosomas migran hacia el ecuador de la clula.

Metafase: Comienza cuando los cromosomas se van ubicando en el plano ecuatorial, formando as la placa metafsica. El huso mittico se completa quedando perfectamente formado. En sta etapa, el ADN alcanza su mximo grado de condensacin.

Anafase: Se separan las cromtides hermanas, desplazndose hacia los polos opuestos, el huso se alarga para elongacin de las fibras polares y los polos se alejan uno del otro. Los cromosomas recin separados se mueven hacia los polos opuestos.

Cuando la anafase est concluyendo se puede observar la formacin del anillo contrctil.

Telofase: Los cromosomas ya han alcanzado los polos opuestos y el huso comienza a desarmarse. Se vuelve a formar la envoltura nuclear alrededor de los cromosomas. Se reforman los nuclolos y el citoesqueleto. En esta etapa el anillo contrctil se contrae dividiendo la clula en dos.

Cromosomas: estructura, forma y clasificacin.

El cromosoma es la condensacin gradual de cromatina que termina formando una serie de bastoncillos que se tien intensamente.

Hay dos tipos de cromosomas sexuales X e Y. El hombre se define XY, mientras que la mujer XX.

Los autosomas son los cromosomas somticos (no sexuales).

Dos cromosomas se denominan Homlogos cuando codifican la misma informacin.

A) Cromosoma Metacntrico: Tienen los brazos de igual longitud.

B) Cromosoma Submetacntrico: El centrmero tiene una posicin casi central, desplazndose hacia uno de los extremos.

C) Cromosoma Acrocntrico: Se desplaza ms el centrmero que en el caso anterior.

D) Cromosoma Telocntrico: El centrmero se ubica en un extremo del cromosoma.

Cariotipo Es la representacin de los cromosomas que presenta la clula en un individuo. Es importante ya que sirve para reconocer aberraciones cromosmicas, analiza sus cromosomas de acuerdo a sus formas y nmeros.

Meiosis: Es la divisin celular sexual.

Las clulas sexuales o gametas, producto de la divisin meitica, tiene la mitad de cromosomas que las clulas somticas del organismo (en el humano son 23).

Al nmero de cromosomas de las gametas se lo conoce como numero haploide (n) y el de la clula somtica se denomina diploide (2n). sta ltima, producida por la fusin de dos gametos, se denomina cigoto.

Ploida: Hace referencia al nmero de pares de cromosomas, o a la forma de agruparse que tienen.

La reproduccin sexual se caracteriza por dos hechos:

1- Meiosis

2- Fusin de las gametas (fecundacin)

Una vez finalizada la meiosis las clulas resultantes tendrn numero haploide de cromosomas (los miembros de cada par de cromosomas homlogos se separan).

La meiosis se divide en dos etapas:

I- Reduccional: Entrecruzamiento y separacin de los cromosomas homlogos.

II- Ecuacional: Separacin de las cromtides hermanas.

Meiosis I

Es reduccional, se separan los cromosomas homlogos dando lugar a dos clulas hijas haploides. En el humano, las clulas 2n=46 pasaran a ser n=23

Profase I: La importancia fundamental reside en la recombinacin gentica, llevada a cabo entre cromosomas homlogos. Se la describe en las siguientes etapas:

Leptonema: Los cromosomas comienzan a condensarse en largos filamentos dentro del ncleo, adosndose a la envoltura nuclear.

Cigonema: Comienza a formarse el complejo sinaptonmico, que va a permitir que los cromosomas homlogos se apareen entre s (sinapsis o apareamiento) formando las ttradas. La condensacin del material gentico contina.

Paquinema: En esta etapa culmina la sinapsis, es decir, la unin entre cromosomas, gracias a la cual quedan formados los ndulos de recombinacin que catalizan el intercambio de material gentico entre los cromosomas homlogos, a esto se lo denomina Crossing Over o Entrecruzamiento.

Diplonema: El complejo sinptico desaparece separndose los cromosomas. Quedan los quiasmas, que representan los puntos en los que se produjo el intercambio de material hereditario. Se descondensa el ADN.

En esta etapa hay mucha transcripcin.

Diacinesis: Termina la profase I. La condensacin de los cromosomas es mxima; se rompe la membrana nuclear (esto indica el final de la profase I y el inicio de la metafase I).

Metafase I: Las ttradas van hacia el ecuador; las fibras cinetocricas estn unidas de un solo polo a los centrmeros.

Anafase I: Los homlogos se separan, las dos cromtides hermanas migran hacia los polos sin separarse, se produce el anillo contrctil.

Telofase I: Los cromosomas hijos alcanzan los polos del huso y comienzan a descondensarse (cada uno de estos est formado por una molcula de ADN). Se reorganiza la envoltura nuclear quedando una clula binucleada. El anillo contrctil se contrae.

Termina la migracin, se reorganizan las cromtides y empiezan a alargarse. La etapa de la Meiosis I se denomina REDUCCIONAL porque se separan los cromosomas homlogos y las clulas hijas son haploides.

Meiosis II.

En sta se separan las cromtides hermanas, ocurre sobre clulas haploides.

Profase II: Se produce la condensacin de los cromosomas en el interior del ncleo y la migracin de los centriolos hacia los polos.

Metafase II: Las cromtides se alinean en el ecuador, se disponen de dos en dos. Las fibras del huso se asocian con los cinetocoros y desde los polos se extienden otras fibras del mismo.

Anafase II: Las cromtides hermanas se separan de sus centrmeros y emigran hacia los polos opuestos, llamados cromosomas.

Telofase II: Los microtbulos del huso desaparecen y se forma una envoltura nuclear alrededor de cada conjunto de cromosomas. Hay un cromosoma de cada tipo (haploide) en cada polo. Se reorganiza la membrana nuclea. Los cromosomas se alargan gradualmente formando los filamentos de cromatina y luego ocurre la citocinesis, quedan formadas cuatro clulas haploides, (cada una con uno solo de los diferentes tipos de cromosomas) cada una de las cuales tiene una combinacin gentica diferente.

Gametognesis.

Durante las primeras etapas del desarrollo embrionario algunas clulas se diferencian en gametas (ovocitos o espermatozoides) ubicndose en las gnadas (ovarios y testculos). Son clulas sexuales, protagonistas de la reproduccin, que para formarse atraviesan el proceso de meiosis.

Ovognesis.

Los vulos son clulas gigantes, con gran cantidad de material de reserva para el desarrollo de los nuevos individuos.

La ovognesis comienza en el embrin en desarrollo, cuando las clulas germinales migran hacia la gnada de formacin, convirtindose en ovogonias. Las clulas proliferan mediante ciclos de divisin celular ordinaria, durante un periodo anterior a su diferenciacin en ovocitos primarios.

En el estadio de desarrollo se inicia la primera divisin meitica: ocurre parte de la profase, donde tiene lugar el entrecruzamiento entre sus cromtides. Posteriormente, la clula permanece detenida en la profase de la divisin I de la meiosis, durante un periodo de tiempo que se ajusta en las mujeres al ciclo menstrual.

2n Ovogonia.

(Diferenciacin) Mitosis

2n Ovocito 1

Meiosis I

n n Ovocito 2

Meiosis II

4 clulas haploides n n n n Ovulo (viable)

2 cuerpos polares

(No son viables y al poco tiempo se degeneran)

La maduracin ovocital sigue hasta la metafase de la meiosis II, donde se detiene hasta la fecundacin. El ovocito secundario detenido es liberado del ovario y, si tiene lugar la fecundacin, es estimulado a completar la meiosis II y transformarse en vulo.

Espermatognesis.

Es la formacin de espermatozoides, se da en los tbulos seminferos que contienen los espermatogonios (clulas germinales primordiales). Los espermatogonios se dividen en espermatocitos primarios (inician la meiosis, bloqueada hasta la pubertad) y al terminar la meiosis I se obtienen dos espermatocitos secundarios; estos comienzan la meiosis II, al final de esta se obtienen 4 clulas llamadas espermtides, las cuales pasarn por un proceso de maduracin y diferenciacin (espermatognesis) y originan 4 clulas viables que se llaman espermatozoides.

2n Espermatogonio (dif. Inicial)

Mitosis

2n 2n espermatocitos 1 (XY)

Meiosis I

n n n n espermatocitos

Meiosis II

n n n n espermtides (espermatogenesis 2 dif.)

Espermatozoides

Recombinacin: su importancia biolgica.

El entrecruzamiento consiste en el intercambio preciso y exacto de segmentos cromosmicos entre cromtides homologas. Se producen grandes rupturas en puntos idnticos de ambas, luego un intercambio de los segmentos separados y finalmente una fusin de estos en su nueva ubicacin. Se intercambian as sectores de ADN y, consecuentemente, de la informacin gentica que les corresponde.

Es posible que surjan nuevas variedades de organismos sin que hayan ocurrido cambios en los genes por mutacin.

Unidad VII: Herencia y ambiente.

Estructura y composicin de los genes.

Los genes constituyen las entidades biolgicas mediante las cuales los caracteres fsicos se transmiten de los padres a los hijos.

Los genes no solo dirigen la produccin de ARN o protenas, tambin sintetizan molculas de ADN complementarias con el fin de autoperpetuarse, y los ADN resultantes se reparten en las clulas.

Replicacin del ADN.

Es un proceso que ocurre solo una vez en cada generacin celular durante la fase S del ciclo y conduce a la mitosis, durante la formacin de gametos conduce a la meiosis.

Es l proceso por el cual la doble hlice de una molcula de ADN s desenrolla y produce una copia exacta de s misma, obtenindose dos molculas de ADN idnticas.

Origen de la replicacin: Es un proceso rpido que ocurre bidireccionalmente por medio de dos horquillas de replicacin, que se mueven en direcciones opuestas y forman la burbuja de replicacin.

Enzimas que participan en la replicacin.

Helicasas: Operan en las horquillas de replicacin, separan las dos cadenas de doble hlice original. Rompen los puentes de hidrogeno que unen las bases complementarias. Utiliza energa de la hidrlisis de ATP.

Protenas adicionales (fijadoras de ADN): Una vez que se separan las dos cadenas, las protenas se unen a las cadenas individuales, mantenindolas separadas y evitando que se retuerzan. Estabilizan las cadenas abiertas.

Topoisomerasas: Estas rompen y reconectan las cadenas permitiendo que gire y se alivie la tensin. Evitan el superenrollamiento, catalizando la formacin y sellado de las cadenas delante de las horquillas de replicacin.

ADN polimerasas: Agregan los nucletidos de 5 a 3 (OH), siempre busaca OH.

Primasa: Agrega nucletidos al cebador hasta que la replicacin de esta seccin del ADN se ha completado. Frena el primer (ADN polimerasa).

Cadena adelantada: Se sintetiza en direccin 5 a 3 de forma continua. El nico cebador de ARN est ubicado en el origen de la replicacin.

Cadena retrasada o discontinua: Crece de 3 a 5. La sntesis de de sta se forma por medio de fragmentos llamados Fragmentos de Okasak.

Fragmentos de Okasak: Son los tramos de ADN nuevo en la cadena discontinua, utiliza su propio cebador (la polimerasa).

ADN ligasa: Cataliza la unin de cada fragmento con el fragmento contiguo recin sintetizado en la cadena, generando el enlace fofodiester final entre stos.

Telomerasa: Agrega nucletidos a una de las cadenas del extremo del cromosoma, usando como molde la molcula de ARN, evita que se pierdan los nucletidos.

Las clulas disponen de al menos tres mecanismos de replicacin:

Lectura y correccin de pruebas: Corrige errores a medida que la ADN polimerasa las comete.

Reparacin de apareamientos incorrectos: Efecta un barrido del ADN luego que ha sido fabricado, y corrige cualquier apareamiento de base incorrecto.

Reparacin por escisin: Elimina las bases formadas anormales por dao qumico, y las reemplaza por bases funcionales. Luego la ADN polimerasa y ligasa sintetizan y sellan un nuevo fragmentos de ADN para reemplazar el escindido.

Transcripcin.

Para la sntesis de ADN se requiere:

Unidades de construccin: A, G, C, U, T.

Fuentes de energa: ATP, GTP, CTP, UTP.

Informacin: Los ARN copian la informacin de los ADN del molde.

Enzimas especficas: Transcriptasa o ARN polimerasa.

Cuando termina de polimerizarse la nueva molcula de ARN se separa de la cadena que sirvi de molde.

ARNr Forma los ribosomas, cada ribosoma sintetiza polipptidos y est constituido por dos subunidades de distinto tamao.

ARNm Transporta el mensaje y los ARNt que cargan a los aminocidos que se unen a las subunidades menores, las de mayor tamao se agregan despus. ste cataliza la formacin de la unin pepitdica entre los aminocidos.

ARNt Se une a tres sitios dentro de los ribosomas: sitio ab (aminoacilico), sitio P (peptdico) y sitio E (exit).

Los procesos de transcripcin:

INICIACION: La holeoenzima formada por la ARN polimerasa se une a la cadena de ADN, es decir, la ARN polimerasa pone el primer nucletido mediante la ayuda de los factores de la iniciacin.

Cuando la polimerasa se une a la cadena se produce un desenrollamiento de la doble hlice de ADN. Esta etapa requiere de energa (ATP o GTP).

ELONGACION: La ARN polimerasa contina copilando el gen. Se sigue agregando nucletidos.

TERMINACION: El factor de terminacin indica el sitio de finalizacin al ARN polimerasa. El proceso termina cuando el ARN se corta en una secuencia especfica.

LIBERACION: Se libera la cadena mediante factores de liberacin.

Postranscripcin.

Corte y empalme: Durante la transcripcin, el ARNm sufre un proceso de corte y eliminacin de secuencias, llamadas INTRONES, mientras que las secuencias que permanecen y forman parte del ARNm maduro son los EXONES.

Traduccin.

Es la conversin de la secuencia de nucletidos del ARN en la secuencia de aminocidos de un polipptido. Se realiza en el citoplasma celular por medio de ribosomas que se encuentran libres formando REP.

El ADN contiene en su estructura la informacin para la sntesis de una determinada protena necesaria para el metabolismo celular.

A partir del ADN se sintetizan los distintos tipos de ARN (ARNr, ARNt y ARNm)

El ARNr migra al citoplasma asociado a protenas ribosomales, donde constituir los ribosomas soportes inespecficos para la sntesis proteica. Este madura en el ncleo.

El ARNt migra al citoplasma donde se une selectivamente a los aminocidos para transportarlos al lugar de sntesis.

El ARNm es el portador de la informacin gentica para la sntesis de una protena por lo que migra al citoplasma a travs de los poros donde se unir a los ribosomas. Contiene las cadenas codificantes de los aminocidos.

Cdigo gentico: Cada aminocido se encuentra codificado dentro de una molcula de ADN por uno varios tripletes de base, ste triplete se denomina Codn.

Caractersticas:

- Es degenerado: Hay ms de un codn para el mismo aminocido.

- Posee un sentido de lectura.

- Es continuo.

- Tiene un sistema de puntuacin, la seal de iniciacin es AUG.

- Tiene seales de terminacin: UAA, UAG, UGA.

- Es universal.

Sntesis de polipptidos.

Iniciacin: La subunidad menor est unida al mensajero, en esta etapa se forma el ribosoma mediante la asociacin de la subunidad menor con la subunidad mayor.

Elongacin: El ribosoma ya est formado, en esta etapa se elonga la cadena. Los ARNt del aminocido van del sitio A, cuando este sitio es liberado se forma el enlace peptdico catalizado por la enzima ARN ribozima. Se agregan nucletidos y comienza la lectura de los codones.

Terminacin: El sitio A queda ocupado por un codn de stop, termina la cadena, aparece un factor de terminacin que desarma el ribosoma y el ARNm liberando la cadena proteica.

El genotipo y el ambiente.

Pleitropia: Calidad de un gen de manifestarse a s mismo de diversas maneras, es decir, de producir muchos efectos en el fenotipo.

Penetrancia: Es el grado en el que el gen puede expresarse cuando est presente puede. Puede expresarse en porcentajes cuando se examinan poblaciones de individuos.

Genotipo: Constitucin gentica de un individuo o clula respecto de un carcter o grupo de caracteres. Los homocigotas son alelos con la misma informacin, pueden ser dominantes (RR) o recesivos (rr), mientras que los heterocigotas son alelos con diferentes informacin (Rr).

La interaccin entre los factores genticos y ambientales en el genotipo produce la fenocopia, es un fenotipo (manifestacin de caractersticas) que simula tener una base gentica, pero es consecuencia de una manifestacin ambiental.

Herencia Mendeliana.

1 Ley de Mendel: Principio de segregacin.

Se afirma que los diferentes alelos permanecen intactos durante la meiosis, lo cual posibilita la expresin de un gen recesivo en las prximas generaciones.

Los genes se segregan independientemente estableciendo proporciones predecibles de caracteres visibles en los descendientes.

2 Ley de Mendel: Principio de distribucin independiente.

Afirma que diferentes genes se comportan como unidades independientes al distribuirse en las clulas hijas.

Cada par de genes se segregan al azar y se heredan independientemente del otro par.

Ligamiento: Se lo denomina tambin acoplamiento. Se puede definir como la tendencia de dos o ms genes con caracteres diferentes en el mismo cromosoma, de permanecer juntos durante la transmisin hereditaria se mantienen unidos en bloque y se transmiten de esta manera a la descendencia.

Herencia ligada al sexo: Los genes se encuentran en los cromosomas sexuales.

Alelos mltiples: En un mismo gen puede haber tres o ms condiciones que produzcan diferentes fenotipos. Ej. Grupo A, B, O de la sangre.

Herencia poligentica: Dependen de muchos genes, hay influencia del ambiente. Ej. Estatura, inteligencia, etc.

Mutaciones.

Son cambios hereditarios en la informacin gentica.

Mutacin somtica: Son transmitidas a las clulas hijas luego de la mitosis y a la vez a la descendencia de estas clulas.

Mutaciones en lneas germinales: Ocurren en las clulas que dan origen a las gametas.