Resumen DE BIO Celular 2DO Parcial UBA XXI PDF

Preview

Summary

De varios libros , como curtis y biologia celular de jose hibs...

Description

Importancia de la energía para la célula

Unas funciones de la célula que requieren energía

- Mantener la estructura organizada de la célula - Desplazarse - Ingerir, digerir y procesar el alimento - Adaptarse a los cambios ambientales - Crecer y reproducirse

1) Mitosis y Meiosis 2) Motilidad y Contracción 3) Biosíntesis de Materiales Celulares 4) Transporte Activo 5) Transmisión de Señales 6) Endocitosis y exocitosis

* O sea, la célula necesita energía para mantener su ciclo vital

MITOCONDRIAS Estructura de las Mitocondrias Las mitocondrias están rodeadas por dos membranas, una externa que es lisa y una interna que se pliega hacia adentro formando crestas. Dentro del espacio interno de la mitocondria en torno a las crestas, existe una solución densa (matriz o estroma) que contiene enzimas, coenzimas, agua, fosfatos y otras moléculas que intervienen en la respiración. La membrana externa es permeable para la mayoría de las moléculas pequeñas, pero la interna sólo permite el paso de ciertas moléculas como el ácido pirúvico y ATP y restringe el paso de otras. Esta permeabilidad selectiva de la membrana interna, tiene una importancia crítica porque capacita a las mitocondrias para destinar la energía de la respiración para la producción de ATP. La mayoría de las enzimas del ciclo de Krebs se encuentran en la matriz mitocondrial. Las enzimas que actúan en el transporte de electrones se encuentran en las membranas de las crestas.

Esq Esquem uem uemaa d de eu un n ccor or ortte al M

Las membranas internas de las crestas están formadas por un 80 % de proteínas y un 20 % de lípidos. En las mitocondrias, el ácido pirúvico proveniente de la glucólisis, se oxida a dióxido de carbono y agua, completándose así la degradación de la glucosa. El 95 % del ATP producido se genera, en la mitocondria. Las mitocondrias son consideradas organoides semiautónomos, porque presentan los dos ácidos nucleicos (del tipo procarionte)

Cresta mi mitt ocond ocondrial rial (d (Son cilíndricas,miden 3um de largo,y 5 um de diámetro) En las células Suelen hallarse entre 1000 y 2000 mitocondrias

MEMBRANA EXTERNA - Tiene mayor cantidad de lípidos que proteínas - Es permeable a todos los solutos existentes en el citosol, pero no a las macromoléculas. - Presenta diferente composición de colesterol, de fosfolípidos y proteínas relacionadas a la supervivencia celular - Presenta una proteína relacionada a la supervivencia celular ESPACIO INTERMEMBRANA - Elevada concentración de H+

MATRIZ MITOCONDRIAL - Es un gel denso que posee una enorme cantidad de proteínas solubles, ribosomas (similares a los ribosomas de las procariontes), ADN mitocondrial y proteínas del ciclo de krebs y de la beta oxidación de ácidos grasos. - Las enzimas involucradas en la descarboxilación del piruvato se localizan en matriz mitocondrial (ae) - 3 tipos de ARNm ,2 tipos de ARNr,20 tipos de ARNt

MEMBRANA INTERNA - Presenta una serie de pliegues que forman las crestas - con las crestas la superficie de la membrana interna aumenta de manera significativa - Posee más cantidad de proteínas que de lípidos - Presenta las proteínas necesarias para realizar la respiración celular - Muy impermeable a diferente electrolitos, inclusos a protones - Impermeabilidad al agua y solutos pequeños - Presenta proteínas de la familia de los citocromos que son necesarias para realizar la respiración celular - La proteína de la membrana interna no hidroliza ATP, sino que lo sintetiza. En ella se localizan: 1) cadena transportadora de electrones - Conjuntos de macromoléculas compuestos por 4 complejos (entre los cuales se encuentran dos transportadores de electrones denominados ubiquinoma y citocromo c): - NADH deshidrogenasa (I) - Succinato deshidrogenasa (II) - es una de las enzimas del ciclo de Krebs - Citocromo b-c1 (III) - Citocromo oxidasa (IV) 2) ATP Sintasa - Complejo proteico - Cataliza la formación de ATP a partir de ADP y fosfato - Responsable de la "fosforilación oxidativa” 3) Un fosfolípido doble - difosfatidilglicerol o cardiolipina 4) Diversos canales iónicos y permeasas

FUNCIONES DE LAS MITOCONDRIAS (LAS MÁS IMPORTANTES SON CICLO DE KREBS Y FOSFORILACIÓN): ……………………………………………

GLUCOLISIS

(SE LLEVA A CABO EN EL CITOPLASMA)

RESPIRACION CELULAR CICLO DE KREBS (SE LLEVA A CABO EN LA MATRIZ MITOCONDRIAL) ……………………………………………. FOSFORILACION OXIDATIVA o transporte de electrones …………………………………………………….(SE LLEVA A CABO EN LAS CRESTAS )(MEMBRANA INTERNA) ) Es un proceso por la cual la célula obtiene energía a partir del ATP GLUCÓLISIS - Gluco = Glucosa | lisis = rompimiento. Es una vía metabólica en la que se produce la lisis o degradación de la glucosa. CICLO DE KREBS : Ocurre después de la Glucólisis CADENA RESPIRATORIA Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA :Electrones provenientes de la Glucólisis y/o

Ciclo de Krebs

APOPTOSIS (muerte celular programada) - Es un proceso que se dá, por ejemplo, para eliminar células que un tejido tiene de más, para eliminar células tumorales o células que están infectadas por algún virus. - para que se desencadene la apoptosis es necesaria la desactivación de la proteína BCL2 que está inserta en la membrana mitocondrial externa.

REMOCION DE CALCIO CITOPLASMATICO Se lleva a cabo cuando los niveles de este caution aumentan y alcanzan los niveles que son tóxicos para la célula

SINTESIS DE AMINOACIDOS Y ESTEROIDES

La funcion principal es generar ATP

CLOROPLASTOS

MEMBRANA TILACOIDAL

- Son organelas citoplasmáticas que pertenecen a la família de los plástidos - juntos con las mitocondrias constituyen las maquinarias bioquímicas que se encargan de producir las transformaciones energéticas necesarias para mantener las funciones de las células. - poseen pigmentos (clorofilas, carotenoides) que en ellos tiene lugar la fotosíntesis - poseen pigmentos fotosintéticos, como la clorofila. - sólo se encuentran en las células vegetales (hoja, tallos jóvenes y algunas algas y bacterias) - las células de los vegetales superiores tienen entre 20 y 40 cloroplastos - algunas levaduras tienen solamente 1 cloroplasto - suele tener forma ovoide, esférica o discoidal. - son más grandes de lo que las mitocondrias, alcanzando un promedio de 6 micrones

ADN

Los cloroplastos son organoides en los que se lleva a cabo la fotosíntesis en las células vegetales eucariontes. En los procariontes fotosintetizadores no existen tales organoides. Los pigmentos captadores de energía, se hallan asociados a las laminillas derivadas de la membrana plasmática. Generalmente poseen forma discoide, su tamaño es variable (término medio: 4 a 6 nm de longitud). El cloroplasto está limitado por una doble membrana que no posee clorofila ni citocromos, que envuelve a la matriz o estroma. Esta posee el 50% de las proteínas, que en su mayoría son solubles; también contiene ribosomas y ADN de características procarionte. Estas dos últimas características explican que el cloroplasto sea un organoide semiautónomo. Dentro del estroma se hallan los tilacoides, que son vesículas aplanadas dispuestas como un retículo membranoso. Su superficie externa está en contacto con el estroma, la interna limita el espacio intratilacoide. Los tilacoides se disponen como pilas de monedas para formar las granas, entre las cuales se extienden laminillas intergrana formando un retículo membranoso.

esquema de la ultraestructura al M

grana de un cloroplasto

LOS CLOROPLASTOS POSEEN: UNA MEMBRANA EXTERNA - no presenta plegamientos - mucho más permeable a los iones, algunos solutos pequeños y el agua - la composición de la membrana externa difiere de la interna y de la tilacoidal. (autoevaluación)

* OTROS MIEMBROS DE LA FAMILIA DE LOS PLÁSTIDOS SON LOS LEUCOPLASTOS, QUE SON INCOLOROS Y DENTRO DE ELLOS SE ENCUENTRAN LOS AMILOPLASTOS QUE SON LAS CÉLULAS ENCARGADAS DE PRODUCIR Y ALMACENAR ALMIDÓN.

UNA MEMBRANA INTERNA - no presenta plegamientos - es lisa - más impermeable y posee los transportadores para facilitar el traspaso de sustancias UN ESPACIO INTERMEMBRANA muy delgado ESTROMA - en el estroma se encuentran proteínas solubles, el ADN y los Ribosomas (similares a los ribosomas de las procariontes) - Los protones son bombeados desde el estroma hacia el espacio del tilacoide por el complejo de citocromos (ae) - presenta algunas proteínas necesarias para realizar la respiración celular. UNA MEMBRANA TILACOIDAL - se encuentra en el interior del cloroplasto (el interior del cloroplasto es llamado estroma) - se repliegan entre sí forman los tilacoides - presenta plegamientos que forman unas estructuras llamadas tilacoides (auto evaluación) - son impermeables a los iones (esto es muy importante para la fotosíntesis) - es impermeable a los protones (autoevaluación) - se encuentra la clorofila y también están otras proteínas encargadas de la fotosíntesis, como la ATP sintasa, el sistema de los citocromos y la plastoquinona - presenta algunas proteínas necesarias para realizar la respiración celular. La membrana tilacoidal responde al modelo del mosaico lipoproteico. Se encuentra en ella el 50% de los lípidos del cloroplasto y entremezclados moléculas de clorofila, carotenoides, plastoquinonas que intervienen en la fotosíntesis. TILACOIDES - constituyen sacos aplanados agrupados como pilas de monedas. Cada pila de tilacoides recibe el nombre de granum (plural, GRANA),

LA FUNCIÓN PRINCIPAL DE LOS CLOROPLASTOS ES LA FOTOSÍNTESIS Se llevan a cabo las funciones : -Ciclo de Calvin -Fosforilación oxidativa -síntesis de hidratos de carbono

--------

PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS - absorben la energía luminosa y se excitan (pasan a un estado de mayor energía) - cuando se excitan liberan la energía a través de: emisión de calor emisión de fluorescencia transmisión de energía a otra molécula transformación en energía química

FOTOSÍNTESIS - Es la síntesis de compuestos orgánicos complejos a partir de compuestos inorgánicos utilizando la energía proveniente de la luz - Por medio de la clorofila contenida en los cloroplastos, los vegetales verdes son capaces de absorber la energía que la luz solar emite como ….fotones y transformarla en energía química. - Consiste en la combinación de CO2 y H2O para formar hidratos de carbono con liberación de O2 - Los hidratos de carbono formados por la fotosíntesis son sacáridos solubles - Es el proceso inverso a la glucólisis y al ciclo de krebs - El rendimiento de la fotosíntesis depende de diversos factores, como la intensidad de la luz (así como su color y el tiempo de iluminación), la disponibilidad de agua en el suelo, la concentración de dióxido de carbono (CO2) en el aire y la temperatura ambiental. HAY DOS ETAPAS: 1) reacciones fotoquímicas (o lumínicas) - depende de la luz - ocurre en las granas - se obtiene ATP, NADPH y como subproducto el oxígeno - insertos en la membrana tilacoidal están los componentes moleculares para realizar la fotosíntesis. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Estos componentes se dividen en: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… a) fotosistema I - está en la membrana más externa de las granas - P680 es el primer nivel de energía del fotosistema 1

b) fotosistema II - se encuentra en la membrana más interna de las granas - P700 es el fotosistema 2 que es un nivel medio de energía - dentro de cada fotosistema se puede distinguir dos zonas: complejo (centro) antena y centro de reacción. - El recorrido de los electrones durante la etapa fotoquímica de la fotosíntesis es: H2O ---> foto - Los electrones que circulan a través de los dos fotosistemas tiene su menor energía potencial * LOS FOTOSISTEMAS POSEEN LAS PROTEÍNAS NECESARIAS PARA GENERAR NADPH Y ATP; CLO DE ONDA DE 700 Y 680 NM RESPECTIVAMENTE; Y UN CENTRO ANTENA Y UN CENTRO DE REAC

istema I --->NADPH) ORBEN LA LUZ DE LONGITUDES

2) reacciones bioquímicas (o en la oscuridad) - independiente de la luz (puede ocurrir en la oscuridad) - ocurre en la estroma - utiliza ATP y NADPH para, a través de la reducción del dióxido de carbono, formar hidratos de carbono - a través de un ciclo de reacciones enzimáticas, conocido como ciclo de calvin, se parte de dióxido de carbono y se obtiene los intermediarios necesarios para la síntesis de glucosa o otros hidratos de carbono, como, así también, de ácidos grasos. - son necesarias 6 vueltas del ciclo de calvin para que se formen 12 moléculas de gliceraldehido 3-fosfato, los cuales pueden originar recién una molécula de glucosa. - la primera fase del ciclo de calvin se llama carboxilación, la segunda reducción y la tercera regeneración. - Son sustratos del ciclo de Calvin CO2 + ATP + NADPH (ae)

FOTORRESPIRACIÓN - es el mecanismo por el cual en presencia de luz y baja concentración de dióxido la enzima rubisco incorpora oxígeno en lugar de fijar los átomos de carbono provenientes del dióxido. Por lo que todo mecanismo termina consumiendo oxígeno y generando dióxido de carbono - En este proceso participan el cloroplasto, la mitocondria y el peroxisoma

Similitudes entre Mitocondrias y Cloroplastos - ambas son responsables de los procesos metabólicos para la obtención de energía - se encuentran en el citoplasma de la célula - son visibles al microscopio óptico - están recubiertos por una doble membrana - entre ambas membranas se genera el espacio intermembrana, que adquiere relevancia en los procesos metabólicos - en su interior poseen ADN circular, ribosomas y proteínas solubles - ambas se originaron a partir de células procariontes (teoría endosimbiótica) - poseen cierta autonomía, ya que pueden sintetizar sus próprias proteínas y reproducirse y dividirse por fisión binaria al igual lo hacen las bacterias

Diferencias entre mitocondrias y cloroplastos - generalmente los cloroplastos poseen un tamaño mayor al de las mitocondrias - las mitocondrias se encuentran en células animales y vegetales. Los cloroplastos sólo en vegetales. - las mitocondrias poseen dos membranas. Los cloroplastos tres. - las mitocondrias obtienen energía a partir del proceso de respiración celular (degradación de los hidratos de carbono con la siguiente producción de dióxido de carbono y agua). Los cloroplastos a través de fotosíntesis. - en las mitocondrias, el transporte de electrones se produce en la membrana interna. En los cloroplastos, en la membrana tilacoidal. - Los cloroplastos poseen pigmentos fotosintéticos, como la clorofila. Las mitocondrias carecen de los mismos.

METABOLISMO -El metabolismo (del griego “metabole”, cambio) es la totalidad de los procesos químicos de un organismo. -El metabolismo es “el mapa de rutas” de miles de reacciones químicas que ocurren en la célula. -Las enzimas dirigen dichas rutas metabólicas, acelerando diferencialmente reacciones determinadas. - Es un conjunto de reacciones bioquímicas que involucran la SÍNTESIS (anabolismo) o la DEGRADACIÓN (catabolismo) de moléculas en donde interviene la utilización y/o transformación de energía (energía es lo necesario para producir un efecto). Como un todo, el metabolismo maneja las fuentes de materia y energía de la célula. Algunas rutas metabólicas liberan energía por ruptura de los enlaces químicas de moléculas complejas a compuestos más simple. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… -CATABOLISMO CELULAR o VÍAS CATABÓLICAS: Son procesos de degradación, Su función es reducir, es decir de una sustancia o molécula compleja hacer una más simple. Son reacciones exergónicas en las que se “libera energía al medio” que se almacena en forma de ATP. SON ESPONTANEAS…… ………………………………. -VÍAS ANABÓLICAS o ANABOLISMO CELULAR : Sintetiza ATP .Son las que consumen energía para construir moléculas de mayor tamaño a partir de moléculas más simples. Son reacciones endergónicas que “requieren un aporte de energía” que procede de la hidrólisis del ATP. NO SON ESPONTANEAS Así, la transferencia de energía del catabolismo al anabolismo se denomina acoplamiento energético. - Procesos metabólicos son procesos por lo cual la célula obtiene, transforma y utiliza la energía necesaria para mantenerla viva. - Apenas los alimentos son ingeridos, los polisacaridos, lipidos y proteínas son escindidos, por acción de enzimas, en moléculas cada vez más pequenãs, estableciendo verdaderas cadenas metabólicas. - La escisión enzimática de los alimentos tiene lugar en tres escenarios orgánicos: el TUBO DIGESTIVO, el CITOSOL y la MITOCONDRIA. Leyes de la termodinámica - El universo de estudio está formado por sistema y entorno. EL SISTEMA PUEDE SER: ABIERTO (INTERCAMBIA ENERGÍA Y MATERIA CON EL ENTORNO), CERRADO (SÓLO INTERCAMBIA ENERGÍA CON EL ENTORNO) y AISLADO (NO HAY INTERCAMBIO CON EL ENTORNO)

ENERGIA LIBRE :

G

1ª LEY DE LA TERMODINAMICA 1) La energía total (H) del universo es constante. 2) La energía no puede ser creada ni destruida, sólo transformada 3) Si el sistema absorbe energía, la devuelve al entorno. Es decir, la cantidad total permanece constante. 2ª LEY DE LA TERMODINAMICA - La entropía del universo tiende al máximo

EXOTERMICA: ES CUANDO UNA REACCION LIBERA CALOR . para tener (ENTALPIA)- H ENDOTERMICA: ES CUANDO UNA REACCIÓN ABSORBE CALOR . (ENTALPIA) + H

Energía - es única, pero se presenta de diferente formas, como cinética, térmica, etc. - si una degradación ocurre en un paso o muchos pasos, la cantidad de energía liberada por molécula es la misma - independientemente de la forma como la célula obtiene energía, ella la transforma en energía química, es decir, aquella que está contenida en los enlaces o uniones entre los átomos que forman una molécula. - La mayor parte de la energía contenida en las moléculas de los alimentos es extraída mediante una sucesión de oxidaciones, al cabo de las cuales el oxígeno atmosférico se une al hidrógeno y al carbono liberados por esas moléculas y se forma H2O y CO2, respectivamente. La energía química que los organismos utilizan en las reacciones metabólicas, proviene de los enlaces químicos de los glúcidos, lípidos y proteínas. Esta energía potencial que guardan los enlaces químicos, puede ser aprovechada parcialmente por el organismo cuando se rompen esos enlaces químicos. La energía que no puede ser atrapada por el organismo, se disipa como calor. En condiciones experimentales controladas, puede medirse y compararse la cantidad de energía que entra y sale de un sistema determinado.

- No toda la energía es utilizada en un trabajo. La energía no utilizada se pierde en forma de calor Energía Total = Energía Útil + Energía Disipada. 1) la energía total se conoce como H (entalpía) 2) la energía útil se conoce como G .3) la energía disipada se conoce como T (temperatura) x S (entropía) Reacciones - Si la reacción que ocurre espontáneamente libera energía es Exergónica, pues la variación de G (energía útil) es negativa - las reacciones que se necesita energía se llaman Endergónica y la variación de G es positiva - cuando una reacción libera calor se llama Exotérmica y la variación de H es negativa cuando absorbe calor se llama Endotérmica y la variación de H es positiva. - para realizar sus funciones la célula necesita energía. Para mantener la energía total constante, la célula necesita devolver al entorno una cantidad de energía igual. - Los procesos anabólicos son endergónicos y su delta G positivo (ae) Estado Estacionario - Es cuando la velocidad de intercambio es igual (pero distinta de cero) en ambos sentidos. Por lo tanto las partículas siguen se moviendo y la cantidad de moléculas es la misma. - la energía que absorben y la energía que devuelven es igual en ambos los sentidos y además distinta de cero.

ENZIMAS

(ENERGIA LIBRE CONSTANTE)

Todas las reacciones que se efectúan en los seres vivos son catalizadas por enzimas. Estas hacen posible que las reacciones metabólicas se desarrollen a un ritmo razonable, compatible con la vida. - SON CATALIZADORES BIOLÓGICOS, - Lo...