Fotosintesis fosforilacion ciclica y aciclica



Fotosintesis fosforilacion ciclica y aciclica

Está constituido por una serie de cavidades membranosas de forma irregular.

  • Soporte mecánico: proporciona un sostén adicional al citoplasma.

  • Sistema de transporte

  • Síntesis de lípidos: a cargo de enzimas localizados en las membranas del REL. Se sintetizan fosfolípidos, colesterol y hormonas esteroideas.

  • Acumulación y transformación de proteínas: a cargo del RER que recibe las proteínas de los ribosomas adheridos.

  • Destoxificación: el REL es capaz de metabolizar sustancias tóxicas.

  • Aparato de Golgi (AG)

  • Está constituido por un conjunto de unidades llamadas dictiosomas que son un conjunto de vesículas aplanadas y apiladas. El AG realiza las funciones de formación de lisosomas y secreción.

  • OTROS ORGÁNULOS MEMBRANOSOS

  • Lisosomas

  • Son vesículas rodeadas por una membrana presentes en todas las células eucariotas y cuyo interior contiene gran cantidad de enzimas hidrolíticas capaces de digerir la mayoría de las macromoléculas biológicas.

  • Peroxisomas

  • Son gránulos que contienen enzimas oxidativas utilizadas para oxidar sustancias nocivas para su mejor eliminación.

  • Mitocondrias

  • Morfología y función

  • Son alargadas y suelen presentarse uniformemente por todo el citoplasma. Su función es producir la fase aerobia de la respiración celular y oxidar aminoácidos.

  • Ultraestructura mitocondrial

  • Están constituidos por una membrana externa, lisa y permeable, una cámara externa, situada entre las dos membranas y con composición similar a la del citosol, una membrana interna, que presenta crestas mitocondriales que aumentan su superficie de absorción y una cámara interna ocupara por la matriz mitocondrial, muy rica en proteínas.

  • Plastos o plástidos

  • Son orgánulos membranosos, exclusivos de las células vegetales con capacidad de sintetizar y almacenar diferentes sustancias. Pueden ser leucoplastos (acumulan sustancias de reserva como el almidón), cromoplastos (contienen pigmentos rojos) y cloroplastos (sintetizan y acumulan clorofila, encargados de la fotosíntesis).

  • Ultra estructura de los cloroplastos

  • Poseen una envoltura formada por una membrana externa permeable y una interna menos permeable. Un estroma, región rodeada por la membrana interna donde se observan moléculas de ADN y ribosomas. Los tilacoides están inmersos en el estroma. Son sáculos aplastados constituidos por una membrana que rodea un espacio tilacoidal.

  • Vacuolas

  • Son cavidades intracitoplasmáticas, mucho más desarrolladas en las células vegetales procedentes de vesículas del RE y del AG. Sus funciones son almacenar agua y sustancias de reserva o aislar sustancias tóxicas.

  • EL NÚCLEO INTERFÁSICO

  • Características generales: es donde se almacena el ADN y por tanto, el que rige toda la actividad celular.

  • Membrana nuclear: está formada por dos membranas concéntricas separadas por un espacio perinuclear. La membrana se interrumpe en poros que permiten el intercambio de sustancias.

  • Nucleoplasma: matriz compuesta fundamentalmente por enzimas

  • Cromatina:

  • Composición: es la asociación de ADN y proteínas. Las proteínas son de dos tipos, histonas (función estructural) y no histónicas (funciones muy diversas). Cada molécula de ADN con sus proteínas asociadas es un cromosoma

  • Ultraestructura: la cadena de ADN se enrolla en torno a un grupo histónico y se pliega hasta condensarse y llegar a los cromosomas.

  • Nucleólos: son los gránulos intranucleares donde se fabrican las subunidades constituyentes de los ribosomas. Tienen una zona fibrilar y otra granular.

  • FUNCIONES DE AUTOCONSERVACIÓN

  • FUNCIONES CELULARES DE RELACIÓN

  • El objetivo de estas funciones es la supervivencia del individuo, posibilitando su aclimatación a los cambios ambientales. Las reacciones motrices pueden ser movimientos locomotores, que suponen el desplazamiento de la célula (ameboide y vibrátil) y los movimientos no locomotores, que suponen el movimiento de algunas partes de la célula (contráctil).

  • VISIÓN GLOBAL DE LA NUTRICIÓN CELULAR

  • Mediante la nutrición, la célula toma materia y energía del exterior y las transforma con dos objetivos: fabricación de nuevos materiales y obtención de energía.

  • Ingestión y digestión

  • La ingestión es la penetración de sustancias en la célula, mientras que la digestión se realiza por enzimas hidrolíticas.

  • Metabolismo

  • Es el conjunto de reacciones químicas enzimáticas que sufren los nutrientes, en el interior de la célula con los dos objetivos antes indicados. Comprende dos aspectos:

    • Anabolismo: conjunto de reacciones por las cuales a partir de los productos iniciales se originan otros más complejos y energéticos. Por tanto, la célula consume energía.

    • Catabolismo: conjunto de reacciones por las cuales los sustratos iniciales se transforman en productos más sencillos, por lo que se libera energía.

  • PAPEL DE LA MEMBRANA EN LOS INTERCAMBIOS CELULARES

  • Intercambio de moléculas pequeñas

  • Se debe a la permeabilidad de la membrana, que debe ser altamente selectiva:

  • Difusión a través de la bicapa lipídica

  • La membrana permite el paso de moléculas no polares, pero no de iones.

  • Transporte mediado por proteínas

  • Se divide en difusión simple por medio de proteínas de canal, difusión facilitada por medio de permeasas y transporte activo mediante bombas; este último proceso requiere un aporte de energía por realizarse en contra de gradiente.

  • Intercambio de macromoléculas

  • Endocitosis: es el conjunto de procesos por medio de los cuales la célula incorpora moléculas de gran tamaño y partículas sólidas. Pueden ser de tres tipos: fagocitosis (la partícula se une a receptores específicos hasta que la membrana rodea la partícula), pinocitosis (introducción inespecífica de líquido extracelular) y endocitosis mediada por receptor (introducción altamente específica de líquido extracelular).

  • Exocitosis: es el conjunto de procesos por los cuales la célula elimina al exterior moléculas de gran tamaño

  • METABOLISMO Y ENERGÍA

  • Importancia del ATP

  • Por cada mol de ATP degradado se obtienen unas 7 Kcal. por lo que el ATP es la moneda de energía. Las reacciones biológicas que liberan energía van unidas a la síntesis de ATP.

  • Mecanismos generales de obtención del ATP

  • El ATP puede obtenerse por fosforilación oxidativa (ADP+Pi+EnergíaATP+H2O), que es el método más común de regeneración en las células aerobias.

    También puede obtenerse mediante fosforilación a nivel de sustrato, consistente en añadir el fósforo de un compuesto fosfatado al ADO. Es una fuente de ARP en todas las células, tanto en las aerobias como en las fermentadoras.

  • Células autótrofas y heterótrofas

  • Todas las células necesitan sustancias orgánicas energéticas para elaborar sus propios materiales y obtener energía en forma de ATP.

  • Células heterótrofas: se nutren tanto de sustancias orgánicas como inorgánicas, tomándolas del medio que las rodea

  • Células heterótrofas: se nutren exclusivamente de materia inorgánica porque son capaces de realizar procesos anabólicos especiales. Según qué tipo de energía ambiental utilicen hay dos clases:

    • Quimiosintéticas: obtienen la energía de reacciones químicas exotérmicas que provocan en su medio.

    • Fotosintéticas: procede de la luz solar y la obtención de ATP se lleva a cabo mediante la fosforilación fotosintética o fotofosforilación, mediante una serie de procesos redox impulsados por la energía proporcionada por la luz solar

  • RUTAS METABÓLICAS

  • Rutas catabólicas

  • El catabolismo es la parte degradativa del metabolismo, en que las sustancias orgánicas se degradan, mediante reacciones escalonadas, obteniéndose productos más sencillos y liberándose energía la mayor parte en forma de ATP.

    En el catabolismo aerobio existen tres fases principales:

    • Durante la fase I, las macromoléculas se hidrolizan hasta llegar a moléculas más sencillas.

    • En la fase II, todas las moléculas se descomponen hasta llegar a un compuesto de dos carbonos, el acetil-CoA, que constituye una encrucijada metabólica, ya que todos los compuestos llegan a degradarse en él.

    • En la fase III, el grupo acetilo del acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs en el que se oxida totalmente dando lugar a CO2 y H2O

    Por tanto, podemos decir que las rutas catabólicas son convergentes, ya que a partir de productos muy variados obtenemos unos pocos productos finales comunes.

  • Rutas anabólicas

  • Es la parte constructiva del metabolismo y también consta de tres partes. Como ejemplo están las proteínas: en la fase I, se producen los ácidos orgánicos. En la fase II, los aminoácidos y en la fase tres las proteínas.

    Por tanto, las rutas anabólicas son divergentes, ya que a partir de unas pocas moléculas precursoras sencillas se sintetiza una gran variedad de macromoléculas.

    FOTOSÍNTESIS Y QUIMIOSÍNTESIS

  • VISIÓN GLOBAL DE LA FOTOSÍNTESIS

  • La fotosíntesis es un proceso mediante el cual la materia inorgánica se transforma en orgánica y, paralelamente, se absorbe energía luminosa que se transforma en energía química, la cual queda almacenada en las sustancias orgánicas obtenidas.

  • Pigmentos fotosintéticos

  • Todas las células fotosintéticas contienen uno o más tipos de clorofila. Además de clorofila, las células fotosintéticas contienen otros pigmentos accesorios, principalmente carotenoides, que actúan como receptores de luz suplementarios. Los pigmentos fotosintéticos se hallan agrupados en conjuntos llamados fotosistemas.

  • Mecanismo general de la fotosíntesis

    • Fase luminosa: conjunto de reacciones dependientes de la luz, cuyo objetivo es la absorción de energía luminosa y su transformación en energía química.

    H2D + A + ADP + Pi AH2 + D + ATP

    • Fase oscura: conjunto de reacciones independientes de la luz. Su objetivo es la captación de CO2 y su reducción para formar fundamentalmente glucosa.

    CO2 + AH2 + ATP A + 1/n (CH2O)n + ADP + Pi

  • Tipos de fotosíntesis:

    • Fotosíntesis oxigénica: el donador de electrones es el H2O, por lo que en el proceso se desprende O2, mientras que el aceptor es el NADP+.

    • Fotosíntesis anoxigénica: el donador de electrones es una sustancia distinta del agua por lo que en el proceso no se desprende O2. el aceptor es NAD+

  • FASE LUMINOSA DE LA FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA

  • Constitución de los fotosistemas

  • La captación d energía luminosa es función de las clorofilas y carotenos, que se encuentran en la membrana de los tilacoides y se agrupan en dos fotosistemas.

    En cada fotosistemas la molécula encargada de transformar la energía luminosa en química se denomina centro de reacción fotoquímico. En el PSI este se denomina P700 por alcanzar su máxima excitación a esta longitud de onda y en el PIS se llama P680. Las otras moléculas reciben el nombre de colectoras y absorben la energía para transmitirla al centro. La ecuación de cada fotosistema es:

    2 H2O + 2 NADP+ Luz 2 NADPH + 2 H+ + O2

  • El flujo de electrones: esquema Z

  • Este esquema explica como el centro activo del PSI, tras la influencia de la energía luminosa, pierden dos electrones y se oxidan. Estos electrones se recuperan tras la oxidación del centro del PIS, que recupera los suyos mediante la fotolisis del agua.

    Para desplazar los electrones “cuesta arriba” se necesita un aporte energético obtenido de la síntesis del ATP en la fosforilación.

  • Fotofosforilación

  • Es el proceso mediante el cual se sintetiza ATP, a partir de ADP + Pi, acoplado al flujo de electrones en la fase luminosa, por lo que la energía proviene de la luz.

  • Hipótesis quimiosintética: según esto, los procesos redox de transporte electrónico están ligados a la síntesis de ATP mediante la creación de un gradiente de protones a través de una membrana.

  • Fotofosforilación acíclica y cíclica: la primera se da en la fase luminosa, cuando los electrones eliminados de la clorofila son reemplazados por electrones procedentes del agua. La segunda se da en la fase oscura y en ella los electrones desprendidos por la clorofila vuelven a ella en circuito cerrado.

  • FASE OSCURA DE LA FOTOSÍNTESIS

  • Se realiza en el estroma de los cloroplastos y su objetivo es la fijación del CO2 y su posterior transformación en sustancias orgánicas. Este proceso el Ciclo de Calvin.

  • Ciclo de Calvin: se subdivide en tres fases.

  • Fase de fijación del CO2

  • El CO2 reacciona con la ribulosa-1,5-difosfato (RuBP) dando lugar a un compuesto de seis carbonos ce se disocia en dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérido.

  • Fase reductiva

  • Mediante el consumo de ATP y NADPH se fosforila el ácido 3-fosfoglicérico consiguiendo ácido 1,3-difosfoglicérico. Se reduce posteriormente el grupo carboxilo a aldehído obteniéndose 3-fosfogliceraldehído.

  • Fase regenerativa

  • Se inicia a partir de la anterior mezcla de triosas y tiene dos objetivos: obtención de diversas sustancias orgánicas sencillas y regeneración de la ribulosa-difosfato consumida.

    En la obtención de glucosa, dos triosas se unen para sintetizar la glucosa y las 10 triosas restantes regenera las 6 moléculas de ribulosa puestas en juego.

  • Obtención fotosintética de compuestos nitrogenados y azufrados

  • En el ciclo de Calvin, las células fabrican diferentes compuestos por reducción del CO2 que actúa como fuente de carbono, pero no hay incorporación de nitrógeno ni de azufre, que son aportados por las sales minerales. La obtención de estos compuestos conlleva la reducción de los nitratos y los sulfatos que aportan el N y el S.

  • Balance global del proceso fotosintético (para una glucosa)

  • Fase Luminosa: 12H2O + 12NADP+ + 18ADP+Pi 6O2 + 12NADPH+H+ + 18ATP

    Fase Oscura : 6CO2+18ATP+12NADPH+H+ C6H12O6+6H2O+18ADP+Pi+12NADP

  • FOTOSÍNTESIS Y EVOLUCIÓN

  • En la evolución biótica fue crucial la aparición de organismos fotosintéticos, y la fotosíntesis oxigénica conllevó la transformación de una atmósfera reductora a otra oxidante, con las siguientes consecuencias:

    • Finalización de la síntesis abiótica de materia orgánica.

    • Aparición de los seres aerobios

    • Formación de la capa de ozono

  • QUIMIOSÍNTESIS

  • Es un proceso por el cual la materia inorgánica es transformada en materia orgánica utilizando para ello la energía libre procedente de reacciones exergónicas.

    Las bacterias quimiolitótrofas oxidan ciertos compuestos para liberar energía y utilizar esta para reducir el CO2, los nitratos y los sulfatos a sustancias orgánicas.

    Entre ellas están las nitrificantes las sulfobacterias y las ferrobacterias.

    Por otra parte, los organismos fijadores de nitrógeno representan una importante fuente de dicho elemento para la biosfera, ya que son capaces de reducir el nitrógeno molecular e incorporarlo a sustancias orgánicas.

    OTROS PROCESOS ANABÓLICOS

  • ANABOLISMO DE GLÚCIDOS

  • Biosíntesis de monosacáridos: gluconeogénesis

  • Las células heterótrofas pueden obtener polisacáridos mediante hidrólisis o fabricarlos a partir de moléculas procedentes del metabolismo. Este procedimiento es la gluconeogénesis: obtención de glucosa a partir de precursores no glucídicos.

    Mediante la vía gluconeogénica, el ácido pirúviCo se convierte en glucosa y los precursores no glucídicos más utilizados son el ácido láctico algunos aminoácidos y la glicerina. Es un proceso muy costoso energéticamente, para fabricar una molécula de glucosa a partir de dos de pirúvico se consumen 6 ATP, por las 2 de la glucólisis.

  • Biosíntesis de polisacáridos

  • En los animales destaca la gucogenogénesis a partir de glucosa. Este polisacárido constituye una forma de almacenamiento de energía a corto plazo. En las células vegetales se fa la amilogénesis.

    Este proceso se fa sobre todo en el músculo esquelético y en el hígado. El glucógeno del músculo constituye una reserva de glucosa que se degrada para la contracción muscular. El glicógeno hepático actúa como reserva de glucosa que pasa a la sangre para abastecer a los tejidos.

  • ANABOLISMO DE LÍPIDOS

  • Los triglicéridos constituyen una reserva de energía a largo plazo.

  • Biosíntesis de glicerina y de ácidos grasos

  • Las células pueden obtener glicerina a partir de la hidrólisis de los triglicéridos o de la dihidroxiacetona procedente de la glucólisis.

    Por su parte, los ácidos grasos pueden provenir de los triglicéridos o del proceso de biosíntesis de ácidos grasos, que tiene lugar en el citosol a partir del acetil-CoA.

  • Biosíntesis de triglicéridos

  • Este proceso consiste en la esterificación de los dos primeros grupos de la glicerina-3-fosfato y la posterior hidrólisis del grupo fosfato, para proceder a la esterificación de este tercer grupo, obteniéndose un triglicérido

  • ANABOLISMO DE ÁCIDOS NUCLEICOS

  • Depende de los nucleótidos que se quieran formar. En los ribonucleótidos, se distinguen entre los de purina y los de pirimidina. Los desoxirribonucleótidos provienen de reacciones de reducción de sus correspondientes ribonucleótidos.

  • ANABOLISMO DE PROTEÍNAS

  • Biosíntesis de aminoácidos

  • Las rutas metabólicas para la obtención de aminoácidos no esenciales, es decir, los que no pueden ingerirse directamente, tienen dos aspectos:

    • El origen del esqueleto carbonatado: suele ser un ácido orgánico que se obtiene de la glucólisis o del ciclo de Krebs.

    • El origen del grupo amino procede del amoniaco, cuyo origen varia desde la fijación del nitrógeno atmosférico, de la reducción de los nitratos o de otro aminoácido, mecanismo utilizado por los animales

    • Biosíntesis de proteínas

    • Es el proceso mediante el cual se expresa la información genética y, en esencia, consiste en fabricar cadenas peptídicas con un orden concreto de aminoácidos, determinado por el orden de tripletes de ADN. Consta de transcripción y traducción.

    • TRANSCRIPCIÓN

    • Mediante este proceso se sintetizan los diversos tipos de ARN a partir de la información contenida en el ADN. En estas reacciones intervienen unas enzimas, las ARN-polimerasas, que catalizan la unión de los ribonucleótidos y utilizan como sustrato los ribonucleótidos 5-fosfato.

      Sus fases son:

      • Iniciación: unión de la ARN-polimerasa al promotor y separación de las dos cadenas del ADN, formándose una “burbuja” que avanza.

      • Elongación: crecimiento de la molécula de ARN.

      • Terminación: reconocimiento de la señal de terminación por parte del ARN-polimerasa, lo que desencadena la separación de la molécula de enzima, del ADN y del ARN transcrito.

      • Maduración: transformaciones del ARN trascrito. En procariontes sólo maduran los trascritos correspondientes a los ARNr y ARNt, mientras que en eucariontes, además se procesa el ARNm.

    • TRADUCCIÓN

    • La traducción consiste en la unión de aminoácidos en un orden concreto, determinado por el orden de tripletes o codones del ARNm. Es el proceso de síntesis de proteínas propiamente dicho y tiene lugar en los ribosomas, que se unen a un ARNm para formar un polirribosoma.

      La traducción tiene lugar en cinco etapas:

      • Activación de los aminoácidos o unión de los mismos a sus ARNt correspondientes

      • Iniciación de la cadena peptídica, por unión del primer aminoacil-ARNt al centro P del ribosoma, donde se sitúa el codón iniciador del mensajero

      • Elongación de la cadena por unión de los aminoacil-ARNt al centro A y translocación ribosomal, de modo que los aminoácidos se van uniendo, uno a uno, a la cadena peptídica en formación

      • Etapa de terminación, al llegar al ribosoma a un triplete sin sentido, con lo que la cadena peptídica se libera al citosol

      • Etapa de plegamiento y transformación, por la cual la cadena peptídica alcanza su conformación tridimensional definitiva, biológicamente activa.

      CATABOLISMO

    • IDEAS BÁSICAS SOBRE CATABOLISMO

    • Los procesos catabólicos son semejantes en todos los seres vivos y se consideran como tales aquellos en que partiendo de moléculas orgánicas se obtienen otras más sencillas, ya sean inorgánicas u orgánicas.

      La degradación por oxidación de las moléculas orgánicas constituye el proceso denominado respiración celular, que ocurre en todo tipo de células y cuyo objetivo es la obtención de ATP con que realizar los trabajos celulares. La respiración celular es un proceso redox. Según esto hay tres tipos de respiración:

      • Aerobia: el aceptor final de electrones es el O2. El sustrato se oxida totalmente y los productos son inorgánicos. Es el tipo de respiración que más energía libera y el más frecuente en los seres vivos.

      • Anaerobia: el aceptor final de electrones es n compuesto inorgánico distinto del O2, como el nitrato o el sulfato. Es muy poco frecuente.

      • Fermentación: el aceptor final de electrones es un compuesto orgánico.

    • CATABOLISMO DE GLÚCIDOS

    • Se distinguen el catabolismo de polisacáridos y el de monosacáridos.

      Los principales glúcidos de reserva son el glucógeno y el almidón. A partir de ellos se liberan moléculas de glucosa mediante hidrólisis.

      Con respecto al catabolismo de los monosacáridos algunos pueden incorporarse como tales a la vía glucolítica y otros se convierten en glucosa. En cualquier caso, los monosacáridos son degradados mediante procesos catabólicos oxidativos.

    • RESPIRACIÓN CELULAR AEROBIA

    • Consiste en una transferencia de electrones desde las moléculas orgánicas al oxígeno, el sustrato más utilizado es la glucosa y la ecuación global es:

      C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + 696 kcal/mol

      En esta ecuación sólo se presentan los productos iniciales y finales, pero se trata de en proceso muy complejo en el que se pueden distinguir dos partes:

      • Glucólisis: es una fase anaerobia, puede realizarse en ausencia de O2.

      • Fase aerobia: necesita la presencia de O2 y es propiamente dicha la respiración celular.

      • Glucólisis

      • Es una ruta catabólica que consiste en una serie de reacciones por medio de las cuales cada molécula de glucosa es desdoblada en dos de ácido pirúvico.

        EN condiciones aerobias el ácido pirúvico es oxidado hasta obtener CO2 y agua, mientras que en condiciones anaerobias siguen otros caminos hasta llegar a las fermentaciones. Se distinguen dos etapas: fase preparatoria y producción de energía.

      • Fase preparatoria

      • Su objetivo es transformar las hexosas en un producto común, dos gliceraldehído-3-fosfato. Por cada molécula inicial de glucosa se consumen dos ATP.

      • Fase de producción de energía

      • Consiste en la transformación del gliceraldehído en ácido pirúvico mediante la oxidación de la molécula, liberándose dos hidrógenos. Posteriormente se realiza la transferencia del grupo fosfato con la obtención de dos moléculas de ATP.

      • Fase aerobia

      • Consiste en la oxidación del pirúvico, obteniéndose finalmente CO2 y agua. Se diferencian en tres procesos: oxidación, ciclo de Krebs y transporte de electrones.

      • Oxidación del ácido pirúvico

      • Es un proceso en el que el ácido pirúvico sufre una descarboxilación activa que hace que se transforme en acetil-CoA, con desprendimiento de una molécula de CO2.

      • Ciclo de Krebs

      • Comienza y termina con la formación de una molécula de ácido cítrico. Su objetivo es deshidrogenar el acetilo, con lo que se libera CO2 y átomos de hidrógeno.

        El acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs al unirse con una molécula de ácido oxoalacético (C4), separándose el CoA y obteniéndose una molécula de ácido cítrico (C6). A continuación tiene lugar una serie de reacciones encadenadas, en las que unos ácidos orgánicos se transforman en otros, regenerándose finalmente el ácido oxoalacético con lo que el proceso puede continuar.

        Los resultados de una vuelta completa del ciclo son:

        • Destrucción de un grupo acetilo y producción de dos moléculas de CO2 que junto con la originada en la oxidación del pirúvico, abandonan la célula. Como la glucosa produce dos ácidos pirúvicos, en total se desprenden 6 CO2.

        • Liberación de 8 átomos de H, que son aceptados por NAD+ y FAD, obteniéndose 3 (NADH + H+) y 1 FADH2. Se multiplica por 2.

        • Obtención de un ATP (x2)

        En conjunto se obtienen 6 CO2 y 24 H en las siguientes formas: 2 FADH2 del ciclo de Krebs y 10 (NADH + H+), de las cuales 2 proceden de la glucólisis, otras 2 de la oxidación del ácido pirúvico y las 6 restantes del ciclo de Krebs.

      • Transporte electrónico

      • Todos los átomos de hidrógeno liberados en el proceso respiratorio, que se encuentran en el NADH y el FADH2, van a unirse finalmente con el oxígeno formándose agua. En esta reacción de oxidación los electrones fluyen a través de una cadena respiratoria, cuyos componentes se reducen y se oxidan alternativamente, de modo que la energía se libera progresivamente.

        Producción de moléculas en:

        Proceso

        Citosol

        Matriz mitocondrial

        Transporte electrónico

        Glucólisis

        2 ATP

        2 NADH

        6 ATP

        2 ATP

        6 ATP

        Fase aerobia de la respiración

        Ácido pirúvico a acetil-CoA

        2 x (1 NADH)

        2 x (3 ATP)

        6 ATP

        Ciclo de Krebs

        2 x (1 ATP)

        2 x (3 NADH)

        2 x (1 FADH2)

        2 x (9 ATP)

        2 x (2 ATP)

        2 ATP

        18 ATP

        4 ATP

        38 ATP

      • Balance energético de la respiración aerobia

      • FERMENTACIÓN

      • La fermentación es un proceso de oxidación de la materia orgánica, cuya finalidad es la obtención de energía en forma de ATP. El tipo de fermentación depende de las sustancias orgánicas obtenidas.

      • Principales tipos de fermentación

      • Cuando el sustrato de la fermentación es la glucosa, la primera etapa del proceso es la glucólisis. En una segunda fase, el ácido pirúvico es transformado en diferentes productos finales. Entre las clases de fermentación destacan

      • Fermentación láctica

      • Consiste en la degradación de la glucosa a ácido láctico. La ecuación global es:

        Glucosa (C6) + 2 (ADP + Pi) 2 Ácido láctico + 2 ATP

      • Fermentación alcohólica

      • Consiste en la degradación de glucosa a etanol. La ecuación global es:

        Glucosa (C6) + 2 (ADP + Pi) 2 Etanol (C2) + 2 CO2 + ATP

      • Balance energético de las fermentaciones

      • La eficacia está cercana al 30% y el resto se desprende en forma de calor, por lo que la fermentación es menos eficaz que la respiración aerobia, cercana al 40%.

      • CATABOLISMO DE LÍPIDOS

      • Catabolismo de los triglicéridos

      • Consiste en la hidrólisis de la molécula, gracias a enzimas lipasa, que da glicerina y ácidos grasos. La glicerina se transforma en 3-P-gliceraldehído y se incorpora a la vía glucolítica, mientras que los ácidos grasos se catabolizan por beta-oxidación.

      • Beta-oxidación de los ácidos grasos

      • Consiste en una serie de reacciones mediante las cuales la molécula de ácido graso se va partiendo cada dos carbonos, liberándose sucesivamente fragmentos de dos átomos de carbono, en forma de acetil-CoA.

        • Activación del ácido graso a partir de la unión del CoA.

        • Captación de dos protones por el FAD, generándose FADH2-

        • Incorporación de una molécula de agua.

        • Nueva deshidrogenación por medio de la NAD+, con obtención de NADH+H+.

        • Reacción del ácido graso con otro CoA, produciendo la escisión del mismo.

        Los productos son, por tanto, un ácido graso activado con 2 carbonos menos, 1 acetil-CoA, que se incorpora al Ciclo de Krebs, 1 FADH2 y 1 NADH+H+.

      • Rendimiento energético de la oxidación de los ácidos grasos

      • En el catabolismo de un ácido graso de 16 C, se ha de dar 7 vueltas al ciclo, con lo que se obtienen 8 acetil-COA (1 por vuelta + final) 7 FADH2 y 7 (NADH + H+).

        8 acetil CoA x 12 ATP 96 ATP

        7 FADH2 x 2 ATP 14 ATP

        7 NADH+H+ x 3 ATP 21 ATP

        Activación inicial -1 ATP

        130 ATP

      • CATABOLISMO DE COMPUESTOS NITROGENADOS

      • Catabolismo de proteínas y ácidos grasos

      • Consta de desminación o pérdida del grupo amino, cuyo resultado es la obtención de un esqueleto carbonado y de amoníaco; transformación metabólica de los esqueletos carbonados; y excreción del nitrógeno amínico.Los ácidos nucleicos se hidrolizan hasta llegar a ácidos fosfóricos, que pueden excretarse o reutilizarse para la síntesis de otros compuestos; pentosas y bases nitrogenadas, que pueden utilizarse para fabricar nucleótidos o excretarse.

        FUNCIONES CELULARES DE REPRODUCCIÓN

      • DIVISIÓN CELULAR

      • División de las células procariotas

      • Se realiza por división simple, y consta de duplicación de ADN, unión de cada una de las réplicas a un mesosoma distinto de la membrana e invaginación de la mebrana y segmentación de la célula.

      • División de las células eucariotas

      • Se duplica por división celular mitótica, que comprende dos fases: mitosis o cariocinesis, proceso de divisicón del núcleo, cuya finalidad es que los cromosomas queden repartidos igualmente entre células hijas; y citocinesis, o división del citoplasma. En algunas células se produce la meiosis, cuya finalidad es posibilitar la reproducción sexual.

      • El ciclo celular

      • Consta de dos periodos fundamentales: la interfase y la división. Dentro de la interfase se distinguen tres fases:

        • Fase G1: crece el tamaño celular y aumenta la cantidad de biomoléculas. Los centriolos comienzan a separarse.

        • Fase S: se inicia con la síntesis del ADN y termina con ella. Se sintetizan nuevas proteínas y los centriolos comienzan a duplicarse

        • Fase G2: finaliza la duplicación centriolar. Los filamentos de cromatina comienzan a plegarse y se sintetizan algunas proteínas para la división.

        La mitosis se inicia cuando los cromosomas empiezan a hacerse visibles al microscopio óptico y finaliza con la formación de dos núcleos hijos.

      • REPLICACIÓN DEL ADN

      • Hipótesis semiconservadora

      • Como cada cadena sirve de molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria, el resultado es la formación de dos moléculas de ADN hijas, exactamente iguales entre sí e iguales a la molécula progenitora.

        Este modelo implica que, en cada molécula hija, una cadena procede de la molécula progenitora y otra es de nueva síntesis, la duplicación es semiconservadora.

        Otras hipótesis son la conservadora, que considera que una de las moléculas hijas conservaría las dos cadenas mientras que la otra estaría formada por dos hebras de nuevas síntesis; y la dispersora, que sostiene que en cada molécula hija habría fragmentos del ADN progenitor y de nueva síntesis, mezclados entre sí.

      • Mecanismo de replicación del ADN

      • La duplicación del ADN se realiza mediante el desenrollamiento y separación de las dos cadenas, y formación de dos nuevas cadenas paralelas a aquéllas.

        Las dos hebras se separan mediante enzimas por los tripletes de iniciación y proteínas las mantienen separadas, mientras que las ARN-polimerasa se encargan de adicionar nucleótidos a la hebra. Las dos horquillas de replicación avanzan en sentido bidireccional.

      • EL NÚCLEO EN DIVISIÓN: LOS CROMOSOMAS

      • Estructura de los cromosomas

      • La ultra estructura consta del enrollamiento de la doble hélice del ADN en torno a las proteínas histónicas, que a su vez se empaquetan formando la fibra cromatínica. Está fibra se dispone en forma de bucles, que se condensan múltiples veces hasta adoptar la forma cromosómica.

      • Morfología y tipos de cromosomas

      • En los cromosomas se distinguen las siguientes partes:

        • Brazos del cromosoma: dos segmentos cromosómicos, con distinta dirección.

        • Centrómero: la zona más estrecha que divide al cromosoma en sus dos brazos. A la cromatina centromérica se adhiere una proteína llamada cinetocoro, donde se une el huso mitótico.

        • Telómeros: son los extremos de los cromosomas, que aseguran su integridad.

        • Constricciones secundarias: resultan útiles para identificar un cromosoma.

        • Satélite: está presente en ciertos cromosomas y se trata de una zona redondeada, unida a los cromosomas por una constricción secundaria.

        Según la posición de los brazos, se distinguen cuatro tipos de cromosomas:

        • Metacéntricos: centrómero central y brazos iguales. Forma de V

        • Submetacéntricos: un brazo algo más largo que el otro. Forma de L.

        • Acrocéntricos: un brazo muy corto y otro muy largo. Forma cilíndrica.

        • Telocéntricos: el centrómero situado en uno de los telómeros.

        • Células diploides y haploides

        • Las células diploides son aquellas en las que sus cromosomas constituyen dos series gemelas. Los de una pareja son homólogos. El número diploide es 2n.

          Las células haploides presentan una serie de cromosomas todos diferentes entre sí. El número es n.

          En una célula diploide los cromosomas están en parejas y hay dos genes para cada carácter, mientras que en una haploide todos los cromosomas son distintos y hay un solo gen para cada carácter.

        • Cariotipo y sexo

        • El cariotipo es la serie de características que permiten la identificación de un conjunto de cromosomas, como su número, su tamaño, la posición centrómerica, etc...

          La observación de los cariotipos ha permitido establecer las bases cromosómicas de la determinación del sexo. El cariotipo está formado por dos tipos de cromosomas:

          Los autosomas son los ordinarios, iguales en individuos masculinos y femeninos.

          Los cromosomas sexuales o heterocromosomas son diferentes según el sexo del individuo. Uno de los heterocromosomas es igual a los del otro sexo, pero su pareja es diferente y distinto a cualquier otro cromosoma. El cromosoma igual en ambos sexos de denomina X y el diferente y característico Y.

        • DIVISIÓN CELULAR MITÓTICA

        • Importancia biológica

        • La división mitótica es un proceso de división celular por el cual, a partir de una célula madre se originan dos células hijas que tienen exactamente el mismo número y el mismo tipo de cromosomas que la madre. En organismos unicelulares supone la formación de nuevos individuos, y en pluricelulares, nuevas células para el crecimiento y desarrollo del individuo y regenerar las células muertas.

        • Mitosis o cariocinesis

        • Aunque es un proceso continuo se divide en cuatro fases:

        • Profase

        • Comienza cuando los cromosomas empiezan a hacerse visibles. Se organiza el huso mitótico: los centriolos se separan y organizan los microtúbulos polares del huso. Los cromosomas siguen condensándose y se adhiere el cinetocoro al centrómero. Finalmente la membrana nuclear se fragmenta y desaparece como tal, quedando los cromosomas en contacto con el citoplasma. A partir del cinetocoro se originan los microtúbulos cinetocóricos, que se imbrican en las fibras del huso. El resultado es que los cromosomas se van separando y se orientan, cada cromática hacia un polo.

        • Metafase

        • Las fibras del huso tiran de los cromosomas, que se disponen en el plano ecuatorial, orientados radialmente. Esta forma recibe el nombre de placa ecuatorial.

        • Anafase

        • Las dos cromátidas se separan, formando cromosomas hijos que se desplazan hacia cada polo, donde se agrupan formando una masa.

        • Telofase

        • Los cromosomas se van desenrollando y se reconstituye una envoltura nuclear y se forman los nucleolos, formando dos núcleos hijos.

        • Citocinesis

        • En células animales ocurre por estrangulación mediante la aparición de un anillo contráctil que va estrechándose.

          En células vegetales se provoca por la aparición de una placa celular formada por vesículas obtenidas del Aparato de Golgi. Esta placa origina membranas plasmáticas nuevas.

        • DIVISIÓN CELULAR MEIÓTICA

        • Concepto de meiosis

        • La meiosis es un mecanismo especial de división celular por el cual, a partir de una célula madre diploide, se originan cuatro células hijas haploides. Se trata de una división reduccional que consta de cuatro etapas: interfase premeiótica, primera división meiótica, interfase de la meiosis y segunda división meiótica.

        • Primera división meiótica

        • Es el periodo más largo de la meiosis y consta de las mismas fases que la mitosis.

          En la profase I los cromosomas homólogos se aparean y entre ellos se produce in intercambio de material genético. Se consideran los siguiente períodos:

          • Leptoteno: los cromosomas se hacen más visibles.

          • Cigoteno: cada cromosoma se aparea con su homólogo (sinapsis) gen a gen. Se extiende a modo de cremallera y el resultado es la formación de cromosomas bivalentes, con cuatro cromátidas y dos centrómeros.

          • Paquiteno: se acentúa la condensación de los cromosomas. Entonces ocurre el entrecruzamiento y la recombinación genética. Los cromosomas se unen en los quiasmas.

          • Diploteno: los dos cromosomas homólogos se separan, proceso conocido como desnapsis, pero aún permanecen unidos por el quiasma.

          • Diacinesis: desaparecen nucléolo y membrana a modo de una mitosis. Los cromosomas homólogos siguen unidos por el quiasma, aún son bivalentes.

          En la metafase I los cromosomas bivalentes se disponen en la placa metafásica y a continuación se separan (anafase I) continua el proceso reconstituyéndose los dos núcleos hijos (telofase II) y dividiéndose el citoplasma (citocinesis II).

          Al final de la meiosis I, se han originado dos células hijas n con la mitad de cromosomas que la madre, aunque el ADN esté duplicado y cada cromosoma está formado por dos cromátidas.

          En la segunda división meiótica se produce una división mitótica típica y la estructura metafásica es igual a la I. El resultado global de la meiosis son cuatro células n con material genético recombinado de las células madres.

          GENÉTICA MOLECULAR

        • PRUEBAS DE QUE EL ADN ES EL DEPOSITARIO DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

        • Estudios de genética en bacterias

        • Las bacterias son estudiadas por su velocidad de reproducción y el contenido menor de material genético. Se estudian tanto los caracteres morfológicos de sus células y bacterias como los fisiológicos. Aunque las bacterias no tienen reproducción sexual, realizan procesos de intercambio de ADN llamados parasexuales.

        • Transformación

        • Es el proceso de transferencia de ADN de una bacteria a otra sin que medie contacto físico ni agente transportador, originando cambios genotípicos y fenotípicos en la bacteria receptora.

        • Conjugación

        • Es el proceso de transferencia de ADN de una célula donante a otra receptora mediante contacto físico entre ambas. El mecanismo puede ser por sexducción o por recombinación. En ambos casos, la bacteria donante traspasa parte de su material genético a la receptora a través de unas finas prolongaciones tubulares.

        • Transducción

        • Se conoce como transducción la transferencia de ADN de una bacteria a otra mediante un virus bacteriófago portador.

        • CÓMO SE EXPRESAN LOS GENES: TEORÍA UN GEN, “UNA ENZIMA”

        • Un gen se puede describir como el conjunto de nucleótidos que determinan la síntesis de una proteína. La síntesis proteica es tan sólo un conjunto de reacciones enzimáticas que transforman los aminoácidos en cadenas polipeptídicas, por lo que se puede decir que en realidad los genes son los encargados de sintetizar las enzimas que van a metabolizar las reacciones de síntesis de proteínas.

          Por tanto, la ausencia de un aminoácido puede causar una enfermedad derivada de la ausencia de una proteína específica.

          El concepto de gen como unidad funcional solo se cumplía cuando las enzimas estaban formadas por un solo polipéptido. Entonces se determino el concepto de cistrón, un fragmento de ADN que codifica una cadena polipeptídica, quedando el concepto de gen con un sentido más amplio.

        • REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA

        • No todas las enzimas sintetizadas por una misma célula son las mismas en cada momento, por ejemplo, la médula ósea contiene células que forman hemoglobina, dando lugar a glóbulos blancos, y otras que no, formando glóbulos rojos.

          A estos mecanismos de bloqueo de unos genes y expresión de otros se les denomina procesos de regulación de la expresión génica

        • Regulación en procariotas:

        • Señales de iniciación y terminación

        • Consiste en la síntesis de aminoácidos específicos que determinan su interacción con el ARN-polimerasa actuando como señales de iniciación y terminación.

        • Inducción y represión enzimática

        • Para explicar esto se dividen las enzimas en tres grupos: constitutivas (responsables de procesos vitales fundamentales y siempre presentes); inducibles (formadas en determinadas condiciones para poder obtener los mismos productos a partir de distintos reactivos) y reprimibles (se dejan de producir cuando los compuestos formados no son necesarios o están en exceso).

          Para explicar por qué una sustancia provoca la síntesis de una enzima y por qué otra provoca el cese de la producción de esta enzima, se explicó el teorema del operón, un conjunto de genes regulado por uno de ellos llamado operador.

          El operón consta de un gen promotor al que se une el ARN-polimerasa, un gen operador, por donde se une el conjunto represor y un conjunto de genes estructurales, que son los que provocan la síntesis de enzimas.

          Si el represor está activo, este se une al operador impidiendo el avance de la ARN-polimerasa y la consecuente síntesis de enzimas.

          El fenómeno de inducción consiste en añadir una proteína que, al unirse con el represor, le confiere un carácter inactivo y su afinidad por el operador se anula, permitiendo el paso del ARN-polimerasa.

          La represión por su parte consiste en unir al represor inactivo una proteína que le confiera el carácter activo y la afinidad por el operador, anulando la síntesis.

        • Regulación por proteínas específicas secundarias

        • Se habla de este mecanismo cuando existe una proteína reguladora específica que al unirse con el ARN-polimerasa facilita su adhesión a la cadena del ADN. Para ello, la proteína ha de unirse primero con un inductor.

        • Regulación en eucariotas

        • La condensación cromosómica

        • Esta teoría se basa en que el ARN-polimerasa sólo puede entrar a formar parte del ADN en las zonas menos condensadas del núcleo, es decir, en la eucromatina, donde al no estar los cromosomas, la condensación es menor.

        • Mecanismos de regulación hormonal

        • Las hormonas de naturaleza lipídica por su carácter lipófilo atraviesan la membrana y se unen a un receptor. Al unirse este complejo activo al ADN se activa la transcripción.

          Las hormonas proteicas no pasan al interior pero se unen a una proteína de membrana estimulando la formación de ciertos compuestos que al unirse con las proteínas activan la transcripción.

        • LAS MUTACIONES

        • Una mutación es cualquier cambio del material genético que es detectable y heredable. Dependiendo a qué nivel se producen los cambios hay tres tipos:

        • Mutaciones genómicas. Son las producidas por la alteración del número de cromosomas del cariotipo de una especie:

          • Euploidías, cuando el número de cromosomas resultante en la mutación es múltiplo del número de cromosomas anterior. Así podemos encontrar los poliploides (3n, 4n...) o los monoploides (n frente a 2n).

          • Aneuploidías, si el número de cromosomas resultante afecta a una pareja de homólogos , originado monosmías, nulisomías, trisomías, tetrasomías...

          • Mutaciones cromosómicas. Cambios en la disposición de los genes.

            • Deleciones: Pérdida de material hereditario.

            • Inversiones: Cambio de sentido de un segmento dentro del propio cromosoma

            • Translocaciones: Cambio de situación de un segmento del cromosoma

            • Duplicaciones: Repetición de un segmento cromosómico.

            • Mutaciones génicas: afectan a la secuencia de nucleótidos. Si afectan a una sola base pueden ser debidas a sustitución, supresión o adición.

            • Causas de las mutaciones: se pueden dar de forma natural, mutaciones espontáneas provocadas por errores en la replicación del ADN, o por la acción de un agente mutágeno.

            • Sistemas de correción de las mutaciones génicas: son la fotorreactivación, los sistemas de reparación con escisión del ADN y los sistemas reguladores SOS.

            • Consecuencias de las mutaciones: son la base de el origen y la evolución de las especies, de la variabilidad genética dentro de cada especie y de la aparición de enfermedades hereditarias.

            • INGENIERIA GENÉTICA

            • BIOLOGÍA APLICADA: BIOTECNOLOGÍA E INGENIERÍA GENÉTICA

            • La biotecnología se define como la aplicación de procedimientos genéticos para crear nuevos organismos capaces de sintetizar productos específicos de alto valor comercial. Esta ciencia depende de la ingeniería genética, ciencia que se ocupa de la maniulación de genes y de sus productos. Sus métodos de trabajo son también conocidos como técnicas del ADN recombinante.

            • OBTENCIÓN DE FRAGMENTOS DE ADN

            • Por enzimas de restricción: los fragmentos de ADN se cortan gracias a estas enzimas, que actúan en sitios específicos, secuencias de reconocimiento, y que cortan al ADN en extremos adherentes o cohesivos, por donde se pueden unir a otros fragmentos de ADN cortados por la misma enzima. los fragmentos pueden ser separados por tamaños mediante electroforesis.

            • Por retrotranscriptasas: consiste en sintetizar “in vitro” el ARNm y mediante la retrotranscriptasa o transcriptasa inversa, sintetizar el ADN correspondiente.

            • OBTENCIÓN DE MÑULTIPLES COPIAS DE ADN

            • La clonación molecular: consiste en la formación de multiples copias de un determinado fragmento de ADN, mediante el poder replicativo de los organismos vivos. Para ello es necesario unir el fragmento de ADN obtenido mediante restrictasa a un vector de clonación e introducir el ADN en células hospedadoras donde se replica formando nuevas copias. Los vectores de clonación son plásmidos, bacteriófagos y cósmidos, y han de ser cortados por la misma enzima que el ADN al que se unen.

            • Reacción en cadena de la polimerasa (PCR): es una tñecnica que consiste en la introducción del fragmento a replicar en una disolución con ARN-polimerasa y basses + ácido fosfórico. Al calentarla, las hebras del ADN se separan. Al enfriarse, los cebadores se unen a las bases, con lo cual el ARN-polimerasa reacciona formando los nucleótidos complementarios de las cadenas. Este proceso puede repetirse.

            • LOCALIZACIÓN DE SEGMENTOS DE ADN

            • Si el ADN está en un plásmido, se hace un cultivo con antibióticos a los que sólo ese plásmido es resistente, con lo cual, sólo las colonias con el plásmido crecerán. Si es en virus, habrá que buscar las capas de lisis.

            • DETERMINACIÓN DE LA SECUENCIA DE NUCLEÓTIDOS

            • Según el método de Sanger, se añaden en la misma proporción desoxirribonucleótidos y didesoxirribonucleótidos de cada base, el ARN-polimersa frenará la transcripción al llegar aun didesoxirribonubleótido. Si se hacen cuatro disoluciones, una con cada didesoxirribonucleótido de cada base, se obtienen distintos fragmentos que, separados por tamaño, nos dan una sucesión de bandas.

            • APLICACIONES PRÁCTICAS DE LA INGENIERÍA GENÉTICA

            • Aplicaciones en medicina

            • La ingeniería genética puede ayudar a producir sustancias con efectos terapéuticos, como hormonas, proteínas enzimáticas, vacunas o anticuerpos. Así mismo, es útil en la diagnosis de enfermedades hereditarias, la identificación de genes humanos específicos y la terapia génica.

            • Aplicaciones en agricultura

            • Puede ayudar mediante los cultivos celulares veegetales, la transfección de ADN a células vegetales o las plantas transgénicas, que pueden llegar a ser reistentes a herbicidas, a insectos y a enfermedades microbianas, pueden aumentar el rendimiento fotosintético, mejorar la calidad y obtener productos de interés comercial.

            • Animales transgénicos

            • Se realiza con los objetivos de favorecer la investigación biomédica, mejorar la productividad o la resistencia a las enfermedades y la producción de proteínas de alto valor farmacológico.

              LOS MICROORGANISMOS

            • CONCEPTO DE MICROORGANISMO

            • Son el conjunto de seres vivos que se caracterizan por tener un tamaño pequeño, de modo que, la mayoría de ellos, no son visibles a simple vista, teniendo una gran sencillez en su estructura y su organización.

              Macroorganismos

              Microorganismos

              Organización celular

              PROCARIOTAS

              -

              Anaerobios en su mayoría

              ARCHAEA (Arquibacterias)

              Aerobios o anaerobios

              BACTERIA

              (Eubacterias)

              EUCARIOTAS

              EUKARYA

              EUKARYA

              Autótrofos

              PLANTAS Y ALGAS

              Con pared celular

              Con clorofila

              ALGAS

              Sin clorofila

              HONGOS

              Heterótrofos

              METAZOOS Y HONGOS

              Sin pared celular

              PROTOZOOS

            • LOS VIRUS

            • Son los únicos microorganismos que carecen de organización celular. Se clasifican en: Virus de las bacterias, de vegetales, de insectos y de animales superiores.

            • DIVISIÓN ARCHAEA

            • Los organismos de este grupo son unicelulares procariotas con estructura similar a las células bacterianas. Difieren de ellas en tres características: la secuencia de nucleótidos del ARN, la presencia en la pared de pseudopeptidoglicano, y que los lípidos de su membrana no llevan ácidos grasos sino cadenas hidrofóbicas.

              Se clasifican en:

              • Halofíticas: viven en ambientes de elevada salinidad.

              • Metanógenas: utilizan el hidrógeno como fuente de enrgía.

              • Hipertermófilas: viven en aguas geotérmicas a temperaturas muy elevadas.

            • DIVISIÓN BACTERIA

            • Son los microorganismos de estructura celular procariota caracterizadas por que su pared celular está formada por peptidoglicano y que los lípidos de membrana son ácidos grasos. Se dividen en cianobacterias (tienen clorofila y realizan la fotosíntesis oxigénica), fototróficas anoxigénicas (realizan fotosíntesis anoxigénica), ricketsias (parásitos intracelulares obligados) y actinomicetos (similares a los hongos).

            • DIVISIÓN EUKARYA: MICROORGANISMOS EUCARIOTAS

            • Tipo de célula

              Caracteres

              Grupo

              Célula eucariota animal

              Nutrición heterótrofa

              PROTOZOOS

              Célula eucariota vegetal, con pared celular

              Con clorofila a; autótrofos

              ALGAS

              Sin clorofila

              Pluricelulares, con hifas

              MOHOS

              (Hongos)

              Unicelulares

              LEVADURAS (Hongos)

            • Protozoos

            • Son microorganismos formados por una sola célula eucariota animal, con nutrición heterótrofa. Pueden ser uninucleados (plasmodromos) o con dos núcleos diferentes (cilióforos). Viven en todo tipo de medios hídricos y su reproducción puede ser tanto sexual (por fusión de núcleos) como asexual (división, gemación y politomía).

            • Algas

            • Son organismos eucariotas talofitas, es decir, sin tejidos conductores, con nutrición autótrofa y que viven en medios acuáticos. Se clasifican en:

              • Euglenófitos: con clorofilas a y b y carotenoides. Unicelulares de agua dulce.

              • Crisófitos: con clorofilas a, c y e y carotenoides y xantofilas. Unicelulares de agua dulce y salada.

              • Dinoflagelados: con clorofilas a y c y carotenoides. Unicelulares marinos.

              • Clorófitos: clorofila a y c y carotenoides. Algas verdes, unicelulares, coloniales y pluricelulares.

              • Feófitos: clorofila a y c, carotenoides y ficoxantina. Algas pardas, pluricelulares y marinas en su mayoría.

              • Rodófitos: clorofila a y d, carotenoides y ficoeritrina. Algas rojas, pluricelulares y marinas en su mayoría.

              • Hongos: Mohos y levaduras

              • Los hongos son organismos eucariotas heterótrofos con pared celular.

                Los mohos son hongos que se caracterizan por su pequeño porte y que no llegan a formar cuerpos fructíferos de gran tamaño. Sus células se asocian formando filamentos llamados hifas, cuyo conjunto constituye el micelo.

                Las levaduras son hongos ascomicetos, cuya forma dominante es unicelular.

                INMUNOLOGÍA E INMUNIDAD

              • MECANISMO DE DEFENSA FRENTE A LAS INFECCIONES

              • Se denomina infección a la penetración y posterior proliferación de un germen nocivo en el interior de un organismo. Frente a esto, se organiza la defensa en:

                • Mecanismos inespecíficos y no inducibles, que no dependen de la naturaleza o identidad del agente infectante.

                • Mecanismos específicos e inducibles, que sí dependen de esta naturaleza.

                • Mecanismos inespecíficos

                  • Barreras mecánicas y químicas. Son las constituidas por el revestimiento exterior del cuerpo (piel) y de las entradas a conductos como las vías respiratorias (protegidas por mucosas), cavidad digestiva (protegida por el elevado pH) o el tracto génito-urinario (protegido por la orina y el pH ácido)

                  • Defensas celulares inespecíficas. Los gérmenes pueden ser fagocitados por los macrófagos, los leucocitos polimorfonucleares y las células NK.

                  • Respuesta inflamatoria. Cuando la piel se rompe y los gérmenes llegan a las células internas, éstas liberan unas sustancias mediadoras responsables de la respuesta inflamatoria.

                  • Defensa inespecífica humoral. Corre a cargo del interferón (proteínas que inducen a la síntesis de enzimas antivíricas) y el complemento.

                  • Mecanismos específicos e inducibles

                  • Corren a cargo de los leucocitos específicos, los linfocitos, que reconocen al germen y elaboran una respuesta específica.

                  • ELEMENTOS DE LAS REACCIONES INMUNOLÓGICAS

                  • Antígenos

                  • Antígeno es toda sustancia que es reconocida como extraña por el sistema inmunológico e induce a la reacción de éste, desencadenando la inmunidad celular o la síntesis de anticuerpos, conocida como inmunidad humoral.

                    Si los antígenos pueden unirse a varias moléculas de anticuerpo, son polivalentes.

                    Según su procedencia se clasifican en:

                    • Xenoantígenos: proceden de otras especies distintas a la del receptor.

                    • Aloantígenos: proceden de individuos de la misma especia.

                    • Autoantígenos: pertenecen al mismo individuo, pero son anormales.

                    Los haptenos son sustancias que no desencadenan reacciones inmunológicas por sí mismos pero sí asociados a proteínas.

                  • Células inmunocompetentes

                  • Los linfocitos son leucocitos o glóbulos blancos originados en la médula ósea a partir de la célula madre común para todos los elementos formes de la sangre.

                    • Los linfocitos B son los encargados de producir anticuerpos, por tanto son los encargados de la inmunidad humoral. Se clasifican en células plasmáticas, encargadas de sintetizar anticuerpos para desaparecer posteriormente, y células de memoria, que guardan la información recibida, de modo que la posterior respuesta sea más rápida.

                    • Los linfocitos T son responsables de la inmunidad celular. Según su función hay tres clases: los colaboradores y los supresores por una parte, responsables de la regulación de la respuesta inmune y los citotóxicos que actúan contra las células extrañas.

                    Las células accesorias son, principalmente lor macrófagos, leucocitos que fagocitan antígenos, los procesan y depositan fragmentos estimulando los linfocitos T.

                  • Los anticuerpos o inmunoglobulinas

                  • Son proteínas liberadas a la sangre por los linfocitos B tras haber actuado sobre ellos un antígeno y que tienen la peculiaridad de unirse a los antígenos. Químicamente están formados por cuatro cadenas polipeptídicas unidas por puentes disulfuro con forma de Y. De estas cadenas, dos son más largas y pesadas (cadenas H) y otras dos más cortas y ligeras (cadenas L)

                    Hay una zona común para todos ellos en las cuatro cadenas. El final de estas zonas es responsable de la especificidad, ya que poseen estructura tridimensional complementaria al antígeno. Sus funciones son:

                    • Provocan la aglutinación de los antígenos facilitando la fagocitosis.

                    • Precipitan los antígenos formando un complejo que tiene menos solubilidad.

                    • Neutralizan alguna actividad vital como el bloqueo del virus a la membrana.

                    • Fijan el complemento al complejo, lisando y destruyendo los antígenos.

                    • Citocinas

                    • Son sustancias proteicas sintetizadas y liberadas por leucocitos que tienen la función de amplificar y coordinar la respuesta contra los antígenos.

                    • Sistema HLA (Human Leucocyte Antigen)

                    • Antígenos localizados en un principio en los leucocitos y que posteriormente se ha visto que existe en la membrana de todas las células.

                    • REACCIONES INMUNOLÓGICAS

                    • Reacciones inmunológicas humorales

                      • Reacción humoral de los linfocitos B. Cuando a los anticuerpos de estas moléculas se les une el antígeno, la célula crece y estimula la síntesis de anticuerpos. Se divide y origina células especializadas en ese anticuerpo.

                      • Reacción humoral de los linfocitos T cooperadores. Un macrófago fagocita el antígeno y manda su información al sistema HLA. Los linfocitos reconocen esta información y se activa, provocando la respuesta.

                      • Reacciones inmunológicas celulares

                        • Con intervención de linfocitos T citotóxicos. Los linfocitos reconocen las células infectadas por el virus y atacan y lisan las membranas de estas células, al mismo tiempo que atraen a los macrófagos, que ingieren los restos.

                        • Con intervención de linfocitos T cooperadores. Es similar a la anterior salvo que la reacción se ejerce mediante secreciones de interferón y activadores de macrófagos.

                        • Respuestas primaria y secundara

                        • La respuesta inmune primaria es aquella que se origina cuando es la primera vez que dicho antígeno penetra en el organismo e induce a la síntesis de anticuerpos por primera vez.

                          Si existe un segundo contagio, se produce una respuesta inmune secundaria, donde la producción de anticuerpos es mayor y más rápido debido a las células de memoria.

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