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CAP 1

Niveles de organización de la materia

1. 2. 3. 4. 5.

Nivel subatómico (protones, neutrones, electrones) Nivel atómico Nivel molecular (H2O) Nivel macromolecular (Ej. Aminoácidos se juntan y forman proteínas) Nivel prebiótico o supramolecular, enjambre de macromoléculas (virus, mitocondrias, ribosomas) 6. Nivel celular 7. Nivel tisular (esponja de mar, medusa) 8. Órganos 9. Sistema de órganos (ave. Pez, árbol) 10. Poblaciones 11. comunidad- ecosistema-universo

Características de los seres vivos 1. Homeostasis: mantienen el equilibrio dinámico interno 2. Reproducción: la vida se origina de vida preexistente. a) sexual: ovulo + espermatozoide = huevo. (provee variabilidad y gasta + energía) b) No sexual: Ej. Brotación (no produce variabilidad y gasta menos energía) 3. Crecimiento: por aumento de cantidad o tamaño de las células o a ambas causas. 4. Metabolismo: todas las reacciones fisicoquímicas que se dan en el protoplasma. (catabolismo-anabolismo) 5. Irritabilidad: capacidad de responder a estímulos. 6. organización celular especifica: desde formas simples (unicelulares) a pluricelulares 7. Evolución y adaptación biológica.

8. Movimiento: rápido en animales (sist. Nervioso) lento en vegetales (vento sist.)

Clasificación en reinos según Whitaker

1. 2. 3. 4. 5.

Monera ( bacterias, algas cianofíceas) Protista (protozoos) – eucariontes unicelulares autótrofos o heterótrofos Hongos – eucariontes, heterótrofos plantas – eucariontes, uni o pluricelulares, autótrofos animales – eucariontes, pluricelulares, heterótrofos

Teoría celular

1. Todos los sv están formados por células (estructural) 2. Todos los sv se originan a partir de la célula (origen) 3. Todas las procesos importantes para mantener las condiciones de la vida se dan en el interior de la celular (funciona) 4. Cada célula tiene toda la información genética del organismo y pasa de células madres a celular hijas (genética)

Características comunes entre células procariotas y eucariotas

1. Su material genético es ADN 2. Tiene membrana plasmática y ribosomas 3. Ambos son diversos en forma y estructura y poseen un metabolismo básico similar

Células procariotas – bacterias, algas y micoplasmas (reino monera) No tiene núcleo ni organoides membranosos. Tiene membrana plasmática, pared celular (de peptidoglicano) y ribosomas. En el citoplasma tiene un nucleoide (ADN) y plásmidos (ADN extra para la reproducción) Se divide por fisión binaria (amitosis)

Conjugación: forma de reproducción sexual en bacterias a través de las pilis y el intercambio de plásmidos.

Pared celular: Bacterias gram+ y gram –

Esta experiencia permite a través de percepción de la forma de la bacteria que enfermedad es (+ ) ( se tiñen) formadas por una capa mas gruesa principalmente de mureina, mas definidos (-) Tiene una capa delgada de mureina y una capa externa de lípidos. Bordes poco definidos, son más resistentes a medicamentos.

Células Eucariotas: Estructura: 1. membrana plasmática 2. citoplasma

peroxisoma

Citosol Organelas

mitocondrias cloroplastos Plastidos Rea, reg

Sist. de endomembranas

aparato de Golgi Lisosomas, vacuolas,

vesículas

Envoltura nuclear 3. Núcleo

ADN

Célula eucariota animal y vegetal Cloroplastos 1. autótrofas fotosintéticas = Células vegetales

2. Heterótrofas

Células animales

Mitocondrias

Mitocondrias

Hongos

Mitocondrias

Principales diferencias

Estructura Pared celular Aparato mitótico (huso) Centríolos Vacuolas Metabolismo Mitocondrias Cloroplastos

Célula animal Ausente astral Presente Pequeñas Heterótrofo Presentes Ausentes

Célula vegetal Constituida por celulosa Anastral Ausente Grandes, puede ser una central Autotrofo Presentes presentes

Virus 1. Estructura: formados por ácidos nucleicos y proteínas. Pueden ser desnudos o vestidos. Desnudos: acido nucleico (genoma) asociado a proteína y una cubierta proteica (cápside). La cápside sirve como protección y vehiculo Vestidos: añaden una envoltura lipoproteica de origen celular. Pueden tener ARN o ADN nunca ambos 2. Parasitismo viral: se ejerce a nivel genético, el virus depende de la célula huésped, su genoma dentro de la célula desplaza al genoma celular. No tiene metabolismo propio depende de la célula.

Provirus: Cuando el genoma viral se integra al genoma celular y se replica junto a este. El Provirus se puede activar de forma espontánea ante diferentes estímulos y producir virus completos. Nº másico (A): protones + neutrones

Nº atómico (Z): numero de protones Isótopos: átomos que poseen el mismo número de protones pero distinta cantidad de neutrones.

Uniones químicas: 1) Unión iónica: + Ion: átomo que tiende a ganar o perder fácilmente electrones Anion: átomo que tiende a ganar electrones, son iones electronegativos Catión: átomo que pierde electrones, es un ion con carga positiva En esta unión los átomos se mantienen unidos por la atracción de fuerzas opuestas (cation-anion). Se da entre un metal y un metal. 2) Unión covalente: ++ Se comparten electrones cuando la diferencia electronegativa es baja. Entre no metales. 3) Unión puente de Hidrogeno: Es muy débil, se destruye y construye todo el tiempo 4) Fuerzas de Van Der Waals: cuando los átomos están a distancias cortas y se forman diferencias de cargas momentáneas por el movimiento de los electrones 5) Interacciones hidrofóbicas: cuando las moléculas no polares se agrupan en medio acuoso. Queda una parte hidrofílica y una hidrofóbicas (quedan con forma esférica) 6) Unión glucosídica: dos átomos de C de dos monosacáridos se unen por uno de O, se libera una molécula de H2O

Propiedades del agua

1) Solvente universal: 70% de la masa corporal, todas las reacciones metabólicas se dan en medio acuoso. 2) Alta capacidad calórica: permite distribuir la temperatura corporal, el exceso de calor se elimina por la transpiración 3) Alto grado de ebullición 4) Bajo punto de congelación

5) Dieléctrica constante elevada: capacidad de mantener separados iones con cargas opuestas (ejemplo Na y Cl) Monómeros: son unidades de construcción (ej. Monosacáridos, aminoácidos, nucleótidos) Polímeros: Monómeros unidos por enlace covalente que forman una molécula. Forman cadenas que pueden ser sencillas o ramificadas, cuando sus unidades son iguales se llamahomopolímero sino heteropolímero.

Biomoléculas: (lípidos, glúcidos, proteínas, ácidos nucleicos)

LÍPIDOS: son poco solubles en agua, no forma polímeros 1) Simples: a) Ácidos grasos: (cadenas hidrocarbonadas + un grupo carboxilo en los extremos). Si los átomos de carbono están unidos por enlace simple son saturados, si la cadena tiene enlaces dobles entre los carbonos es insaturado Función: forma moléculas más grandes (ej, grasas) y es combustible celular b) Grasas neutras: (moléculas de glicerol + uno, dos o tres ácidos grasos). Cuanto mas saturados y largos sean los ácidos grasos mas se compactan y forman grasas. Cuanto mas insaturados y cortos sean mas difícil se les hace interactuar formando aceite. Función: reserva de energía, termorregulación, aislante térmico, repele el agua. c) Ceras: (alcohol + ácidos grasos de muchos carbonos) Función: cubierta protectora de la piel, pelos y oídos 2) Complejos: a) Fosfoglicéridos: son los fosfolípidos (glicerol + 2 ácidos grasos + 1 acido fosfórico) además puede tener un resto variable ® como un alcohol. Tiene una cabeza polar hidrofílica formada por el ácido fosfórico y el resto, y dos colas no polares formadas por las cadenas hidrocarbonadas de ácidos grasos. Función: componentes de las membranas biológicas.

b) Glucolípidos: (ceramida = acido graso + alcohol llamado esfingosina por unión amida). Si la ceramida se une a un monosacárido se llama cerebrósido, si se une a un oligosacáridosgangliósido. Función: forma las membranas biológicas, son anfipáticos. c) Liproteínas: (lípidos + proteínas solubles). Forma el colesterol. 3) Asociados: a) Prostaglandinas: (familia de derivados de los ácidos grasos insaturados de 20 C). Función: efectos biológicos de naturaleza regulatoria. b) Terpenos: (derivan del isopreno). Pueden formar moléculas lineales o cíclicas. Ej: caucho, fitol, clorofila A, ß caroteno, vitamina A. c) Esteroides: (Esqueleto carbonado de 4 ciclos llamado ciclopentanoperhidrofenantreno). El más conocido es el colesterol, que es precursor de otros esteroides (estrógeno, testosterona, sales biliares. Función: varía según a que se asocia. Regula la fluidez en las membranas, estructural, precursor de otros esteroides.

GLÚCIDOS: son también llamados hidratos de carbono o azúcares. 1) Monosacáridos: (formados por un azúcar simple). Monómeros de los glúcidos. Son polialcoholes con función aldehído o cetona. Se nombran según el numero de carbonos (entre 3 y 7) triosa, pentosa + la función aldo o ceto. Las pentosas y hexosas forman estructuras cíclicas, así donde había un grupo aldo o ceto aparece un hidroxilo, si este se ubica debajo del plano de la molécula se llama , si lo hace por arriba ß. Son formas isoméricas (igual fórmula pero distinta distribución ej fructosa y glucosa) Función: en especial la glucosa combustible celular, forma moléculas mas complejas, estructural. 2) Oligosacáridos: (2 a 10 monosacáridos unidos covalentemente). Se nombran según el nº de monosacáridos: disacáridos, trisacáridos, etc. Unidos por unión glucosídica. Ej: maltosa, sacarosa, lactosa. Función: transporte de azúcar, forma moléculas más complejas (Ej., glicoproteínas), reconocimiento celular. 3) Polisacáridos: más de 10 monosacáridos unidos por unión glucosídica en largas cadenas. Pueden ser homo o heteropolímeros. Los más importantes son:

a) Almidón: (unión de dos polisacáridos: amilosa (lineal) + amilopectina (ramificado)) Función: reserva de energía b) Glucógeno: (como la amilopectina pero mucho mas ramificada) Función: reserva de energía, se almacena en hígado y músculos c) Celulosa: (cadenas lineales de ß-glucosa), se va retorciendo y forma un tirabuzón que permite interacción con otras cadenas por puentes de H, así forma una red muy resistente

ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN y ARN. Son polinucleótidos (polímeros de nucleótidos)

Nucleótidos: 1 a 3 grupos P unidos al C 5 de una pentosa, que lleva unida al C1 una base nitrogenada. Se nombra según la cantidad de P unidos y el azúcar que tiene ej: AMP (adenosina mono P). Una base + azúcar = nucleósido Bases nitrogenadas: moléculas cíclicas, que en sus anillos tiene además N y C a) Púricas: formadas por 2 anillos (Adenina, Guanina), derivan de la purina b) Pirimídicas: un sólo anillos (citosina, timidina, uracilo) derivan de la pirimidina

Nucleótidos de importancia biológica:

ATP: moneda energética, portador primario de energía de la célula. Tiene 3 P que poseen cargas negativas que se repelen, están unidos por uniones de alta energía que al romperse la liberan. AMPc: se encarga de transmitir una señal química al interior de la célula. Segundo mensajero NAD+ y NADP+: coenzimas que interviene en la oxidorreducción, transporta protones y electrones. Participan en la respiración y fotosíntesis. FAD+: transporta electrones y protones participa en la respiración celular

Coenzima A: transporta grupos acetilos, interviene en la respiración, síntesis de ácidos grasos, etc

Polinucleótidos:

Monómero Pentosa 5C Bases Nitrogenadas Cadenas Forma

ADN Desoxirribonucleótido Desoxirribosa A,T,C,G Dos unidas por pte de H ATP, GTP, CTP 5a3

ARN Ribonucleótido Ribosa A,G,C,U Una CTP, UTP, GTP 3a5

Función del ADN: Tiene la información genética, sintetiza proteínas, esta en el núcleo, puede ser extranuclear en mitocondrias o cloroplasto.

Función de ARN: ordena la información para ordenar los aa y polimerizarlos ARNm: (molécula lineal de nucleótidos) lleva las instrucciones para sintetizar la proteína en lo que se llama codón, que es un triplete de bases. ARNr: ARN transcripto que pasa al nucleolo y se une a proteínas, así forma las subunidades de los ribosomas ARnt: transporta aa al lugar de síntesis proteica. Tiene un triplete de bases complementarias a un codón = anticodón, que le permite reconocerlo y dejar los aa donde debe. Se dobla en forma de hoja de trébol plegada. PROTEÍNAS: polímeros de aa. Formados por los L aa. Determina forma y estructura celular. Aminoácidos: (carboxilo+amino, unidos a un C central alfa, este tiene unidos un H y un ® variable). Son moléculas anfóteras, se comportan como acido o base. Pueden ser polares (hidrofílicos) o no polares (hidrofóbicos). Los esenciales son 10, los incorporamos por la dieta, los no esenciales los fabrica la célula. Se unen por unión peptídica. Algunos neurotransmisores derivan de ellos

Oligopéptidos: 2 a 10 aa son neurotransmisores, hormonas, neurohormonas Polipéptidos: 11 a 50 aa Proteínas: mas de 50 aa Estructura proteica: 1) Primaria: es una secuencia ordenada y única de los aa de la cadena polipeptídica, un polímero estabilizado. Es hereditaria y esta en ADN. Si se altera, la proteína pierde la actividad biológica 2) Secundaria: se forma cuando la cadena de aa se van ensamblando y los aa empiezan a interaccionar entre si. Es común en proteínas fibrosas no solubles. Alfa hélice: se mantiene por puentes de hidrogeno intracatenarios (dentro de la cadena). Es una sola cadena, muy elástica se puede contraer y estirar ß hoja plegada: son dos cadenas que se relacionan por puentes de H intercatenarios (entre cadenas vecinas) 3) Terciaria: se estabiliza por interacciones hidrofóbicas, la cadena se va metiendo para adentro por los puentes de H. Con el enlace iónico los aa con carga + y – se atraen, también se dan ptes disulfuro. 4) Cuaternaria: tiene PM alto, son ps oligoméricas. Se forman por 4 partes (protómeros) que individualmente tienen estructura terciaria formando un tetrámero. Son solubles Ej. Hemoglobina Dominio proteico: zona donde se empieza a forma la proteína. Responde a la estructura secundaria, puede tener alfa, ß o ambas. Desnaturalización proteica: afecta la función biológica de las ps, pierde la estructura 2,3,4. Se rompen todos los enlaces menos el covalente. Se produce por rayos uv, ph extremo, calor, sustancias químicas. La estructura primaria se rompe por hidrólisis donde se rompe la unión peptídica y se dividen los aa. Funciones biológicas de las proteínas: Catalizadores: aceleran reacciones / Motora: actina, miosina, contracción muscular Soporte: colágeno / defensa/ transporte (hemoglobina) transporta los gases resp por la sangre. Estructural: están en las membranas / defensa / reserva, etc

“Introducción al metabolismo” Energía: capacidad de realizar un trabajo. Puede adoptar forma de calor, mov, electricidad. La energía potencial es la capacidad de realizar un trabajo en virtud de la posición, ejemplo, una piedra en una montaña tiene energía potencial, a medida que cae se transforma en cinética.Estos son interconvertibles. La energía química que usan los sv viene de los enlaces químicos de glúcidos, proteínas y lípidos. La energía potencial se guarda allí y se usa al romperlos, lo que no se usa se va como calor. Termodinámica: análisis de las transformaciones energéticas. Los sv, son sistemas termodinámicos abiertos, cambian materia y energía con el entorno. Primera ley: (de conservación) la energía no se puede crear ni destruir pasa de una forma a otra, pero siempre es constante. Segunda ley: cuando se pasa de energía lumínica a química se produce entropía, perdida de energía que queda desordenada. Esto va en aumento. La energía que usa, la que esta ordenada se llama entalpía.

Metabolismo: las reacciones pueden ser: Anabólicas: son reacciones de síntesis, consumen energía, son endergónicas Catabólicas: reacciones de degradación, liberan energía, son exergónicas Oxidación: perdida de un electrón. Se llama así porque el O que atrae a los e- es el receptos de ellos. Reducción: ganancia de eEstas dos se dan al mismo tiempo (redox). Si los e- son transferidos con un protón, es decir un átomo de H, la oxidación implica su pérdida y la reducción su ganancia. ENZIMAS Son proteínas catalizadoras. Actúan en pequeñas concentraciones, son regulables, termolábiles, finalizada la reacción se recuperan, no forman parte del producto de reacción.

Clasificación de las enzimas

Ez:

Simple Conjugada

(Holoenzima) prosteico

100% proteína Apoenzima (parte proteica) Cofactor (parte no proteica)

Ion inorgánico Molécula orgánica

Coenzima Grupo

Grupo prosteico: moléculas orgánicas unidas fuertemente a la Apoenzima Coenzima: portador de grupos químicos pequeños (acetilo, metilo y protones y e-) Catalizador: cualquier sustancia que acelera una reacción, disminuye la energía de activación

Catalizador biológico Específicos para cada reacción o sustrato

Catalizador químico Aceleran cualquier reacción, inespecíficos

Son proteínas Saturables

Sustancias simples finamente dividas No saturables

Muy eficaces Se puede regular su actividad catalítica

Medianamente eficaces No se pueden regular

Termolábiles y variables según el ph

No termolábiles ni variables según ph del

“Membrana plasmática” Funciones: Define la célula y sus limites, es una barrera selectiva semipermeable, permite a las células reconocerse, adherirse entre si e intercambiar materiales e información. Posee receptores para señales externas que traduce y convierte en internas. Estructura: “Mosaico fluido” Dos capas superpuestas de lípidos, fluida como un aceite que tiene insertas proteínas. Sus lípidos y proteínas se mueven en todas las direcciones. Esta compuesta por lípidos, proteínas y glúcidos. 1) lípidos de membrana: función estructural, forma la bicapa.

b) colesterol: regula la fluidez c) Glucolípidos: reconocimiento celular 2) Proteínas: a) Integrales: pueden atravesar la membrana total o parcialmente. Son anfipáticas. Tienen un sector hidrofobito inserto en la membrana y una o dos regiones hidrofilitas expuestas al los medios intra y extra celular. Pueden atravesar una sola vez la membrana (monopaso) o varias (multipaso). Tiene movimiento lateral y sobre su eje. b) Periféricas: están del lado citosólico, tienen función estructural. 3) Glúcidos: se asocian y forman glicolípidos y glicoproteínas. Intervienen en el reconocimiento y la adhesión celular. Están del lado extracelular

Movilidad de los componentes de las membranas: Rotación, traslación o difusión lateral, flip-flop (de una monocapa a otra) Factores que aumentan la fluidez: ácidos grasos insaturados, baja concentración de colesterol, alta temperatura, colas hidrocarbonadas cortas (dificultan el empaquetam)...