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RESUMER 1er CUATRIMESTRE BIOLOGÍA. GRUPO DE ESTUDIOCEPA 2020.UNIDAD 1: Conceptos fundamentales de la biología.TEORÍA CELULAR.Originada en 1838 por M. Schleiden y T. Schwann. Esta teoría plantea que la célula es la unidad estructural y fisiológica de los seres vivos, siendo una unidad de vida indepen...

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RESUMER 1er CUATRIMESTRE BIOLOGÍA. GRUPO DE ESTUDIO CEPA 2020.

UNIDAD 1: Conceptos fundamentales de la biología.

TEORÍA CELULAR. Originada en 1838 por M. Schleiden y T. Schwann. Esta teoría plantea que la célula es la unidad estructural y fisiológica de los seres vivos, siendo una unidad de vida independiente. El ser vivo se define como una estructura independiente constituida por una o más células. Las propiedades del ser vivo son: responder a estímulos, lo que da una capacidad de respuesta; reproducirse; y cumplir un ciclo vital donde se reproducen nuevas células para los tejidos, reparándolos a estos y eliminando las células muertas. Características de los seres vivos: -

Son sistemas abiertos, intercambian materia y energía con el medio externo. Información. Complejidad molecular. Automantenimiento y autorregulación. Evolución. Organización jerárquica.

UNIDAD 2: BIOMOLÉCULAS.

- Definición: son compuestos químicos fundamentales para la vida, cumpliendo funciones imprescindibles para los organismos vivos. - Clases de biomoléculas: lípidos, hidratos de carbono, ácidos nucleicos, aminoácidos, proteínas. - Biomoléculas NO exclusivas de la materia viva: minerales, agua, oxígeno, dióxido de carbono. - Biomoléculas exclusivas de la materia viva: glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos. - Elementos comunes a la mayoría de las moléculas orgánicas: C.H.O.N. Fósforo (P).

Carbono, hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno. Algunos también agregan al

Las características de estas biomoléculas es que poseen una baja masa atómica, es decir, un menor radio atómico. Esto lleva a la segunda característica que es la alta electronegatividad, ya que al tener menos radio atómico (electrones) pueden atraer los electrones de otros elementos para formar enlaces químicos covalentes.

HIDRATOS DE CARBONO O GLÚCIDOS. -

Elementos: C.H.O. Funciones:

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Clasificaciones: Monosacáridos: Son glúcidos simples (tienen una sola unidad o monómero). Son azúcares con sabor dulce y solubles en agua. Ejemplos: glucosa, ribosa, fructosa. Oligosacáridos: contienen entre 2 y 10 unidades de monosacáridos unidos entre sí. Son azúcares con sabor dulce y solubles en agua. Ejemplos: maltosa (glucosa – glucosa), sacarosa (glucosa – fructosa). Polisacáridos: se componen por una unión lineal o ramificada de muchas moléculas de monosacáridos. No poseen sabor dulce y forman soluciones coloidales. Sus funciones son la reserva energética (ejemplos: el glucógeno en animales y el almidón en vegetales), y ser componentes estructurales constituyendo algunos tejidos (ejemplos: celulosa, mucopolisacáridos).

Fuente de energía (ejemplo: monosacáridos, glucosa). Reserva de energía (polisacáridos, glucógeno). Componente estructural (polisacáridos, celulosa). Marcadores celulares, de superficie o internos.

LÍPIDOS. -

Funciones:

Reserva de energía.

Estructural. Mensajero químico. Reconocimiento celular. -

Propiedades:

Compuestos no polares o de baja polaridad. Insolubles en agua. Solubles en solventes no polares.

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Clasificaciones: Lípidos simples: Elementos: C.H.O. Grasas: unión de moléculas de glicerol con 1, 2 o 3 moléculas de ácidos grasos. Resultados: monoglicéridos, diglicéridos, triglicéridos. Si los ácidos grasos son saturados, la grasa es sólida; si los ác. grasos son insaturados, la grasa es líquida, aceite. Lípidos complejos: Elementos: C.H.O.P.N. Fosfolípidos: son triglicéridos y, a diferencia de las grasas, la molécula de glicerol se une con dos moléculas de ácidos grasos y con una de fosfato. Resultado: una molécula con dos extremos, uno no polar (la cola hidrofóbica) y uno polar (cabeza hidrofílica). La membrana celular está compuesta por una bicapa de estos fosfolípidos, las cuales están conectadas entre sí desde sus colas hacia el interior y sus cabezas hacia el exterior. Lípidos asociados: tienen las mismas propiedades que los otros lípidos, pero son químicamente diferentes ya que están formados por 4 anillos de C. Ejemplos: colesterol, vitamina D, hormonas esteroides. Las funciones de estos lípidos son las de mensajeros químicos; formación y mantención de los huesos; y regular la fluidez de las membranas celulares.

PROTEÍNAS. Elementos: C.H.O.N. Algunas contienen azufre (S). Son macromoléculas constituidas por la unión de aminoácidos (aa). Composición de los aa:

Átomo de C + Grupo amino + Grupo carboxilo + Grupo variable (NH2)

(CO2H, ácido)

(R)

Existen 20 tipos de aa en la naturaleza, los cuales se clasifican en apolares y polares. Los polares a su vez se clasifican en neutros, ácidos o básicos.

Las uniones de aminoácidos forman un enlace peptídico: Grupo carboxilo de un aa +

Resultado: un Dipéptido

Grupo amino de otro aa

Las proteínas se forman por una o más cadenas polipéptidas. Éstas forman una estructura tridimensional. De la forma que adopte esta estructura, dependerá la función de la proteína. -

Niveles estructurales de proteínas: Estructura primaria: secuencia lineal de aa. Estructura secundaria: plegamiento en el espacio, formando hélices alfa y hélices beta. En esta estructura intervienen puentes de H. Estructura terciaria o globular: plegamiento en el espacio, donde se combinan regiones de hélice alfa y hélice beta, con zonas de lazos y loops. Estructura cuaternaria: Formadas por más de una cadena polipéptidas.

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Tipos de proteínas: Según su composición: Simples (solo aa) o compuestas (aa + otros grupos químicos). Según su estructura y función: fibrosas, cumplen funciones estructurales; o globulares, que implican moléculas transportadoras (hemoglobina), mol. reguladoras (insulina), mol. contráctiles (actina), mol. de defensa (anticuerpos) y enzimas, que son catalizadoras.

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Propiedades de las proteínas: Son macromoléculas. Forman soluciones coloidales. No dializan.

ÁCIDOS NUCLEICOS. Elementos: C.H.O.N.P. Son macromoléculas constituidas por cientos de polímeros de nucleótidos. Éstos se unen por enlaces llamados fosfodiéster. Composición de los nucleótidos:

Base nitrogenada + Azúcar de 5 C (pentosa) + Grupo fosfato (PO4) -3 5 tipos diferentes

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2 tipos diferentes

Funciones de los ác. nucleicos: Dirigir la síntesis proteica (ARN). Almacenar información genética (ADN). Tipos: ARN (ácido ribonucleico): formado por una cadena de nucleótidos. Contiene azúcar ribosa y bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina y uracilo). ADN (ácido desoxirribonucleico): formado por dos cadenas de nucleótidos, unidas por puentes de H. Contienen azúcar ribosa y bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina y timina). Las cadenas de ADN constituyen los cromosomas. UNIDAD 3: ESTRUCTURA CELULAR ANIMAL.

Membrana plasmática. Se encuentra rodeando a las células separando su medio interno del medio externo, dándole protección. La membrana plasmática consiste en una bicapa lipídica semipermeable, disponiéndose en un modelo de mosaico fluido. Esto quiere decir que la

membrana es una estructura dinámica cuyos componentes no están estáticos, sino que pueden desplazarse lateralmente. Las funciones de la membrana plasmática son hacer de límite de la célula, brindarle protección, funcionar como barrera selectiva de los componentes que entran y salen de la célula al medio exterior, adhesión con otras células, marcación (identificación de las células), recibir señales y mantener la homeostasis (equilibrio). Componentes de la membrana y sus funciones.

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Bicapa lipídica: forman la estructura básica de la membrana. Sus cabezas hidrofílicas están en contacto con el contenido acuoso tanto del interior de la célula como del exterior. Sus colas hidrofóbicas pueden tener contacto con otras moléculas no polares. Proteínas: pueden extenderse parcialmente dentro de la membrana plasmática, atravesarla por completo, o estar unidas a su cara interna o externa. Integrales: entre las colas de los fosfolípidos, interactuando con éstas, pueden atravesar la membrana parcialmente o por completo. Las proteínas de transporte son transmembranas y transportan sustancias a través de la membrana, hacia el interior y el exterior, manteniendo el gradiente electroquímico gracias al transporte de iones. Periféricas: están por fuera de la membrana, unidas a las proteínas integrales o a los fosfolípidos. Carbohidratos: presentes del lado externo de la membrana y unidos a proteínas (glucoproteínas) o a los lípidos (glucolípidos), permiten la adhesión de las células entre sí y reconocen e interactúan, además, moléculas como anticuerpos u hormonas. Colesterol: sus moléculas están insertadas en las colas hidrofóbicas de los fosfolípidos e interactúan aumentando la rigidez de la membrana y disminuyendo la permeabilidad de la misma, regulando así la temperatura de la misma.

Citoplasma. Organoides no de membrana: -

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Citoesqueleto: conjunto de estructuras proteicas que dan forma y movilizan a la célula, dando sostén a los distintos organoides. Éste se compone por microtúbulos, filamentos intermedios y filamentos de actina. Cilios y flagelos: son organizaciones de microtúbulos con función motriz. Ribosomas: constituidos por ARN, sintetizan las proteínas.

Organoides de membrana: -

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Retículo endoplasmático rugoso: Es un conjunto de sacos aplanados continuo a la membrana nuclear. Contiene ribosomas adheridos a su cara externa. Este es el lugar donde se sintetizan y maduran las proteínas de lisosomas, membranas y exportación. Retículo endoplasmático liso: conjunto de tubos y canales donde se sintetizan lípidos, se detoxifican sustancias y se almacena calcio. Complejo de Golgi: conjunto de sacos aplanados y vesículas. Su función es la glicosilación (adición de un glúcido a otra molécula) y maduración de glicoproteínas y glicolípidos. Además, aporta membrana a los lisosomas y a los productos de exportación. Lisosomas: vesículas formadas por el Complejo de Golgi, contienen enzimas hidrolíticas. Peroxisomas: vesículas con enzimas capaces de degradar los peróxidos. Mitocondrias: formadas por doble unidad de membrana, degradan moléculas orgánicas y liberan energía almacenada como ATP.

El núcleo celular. Su función es contener la información hereditaria y comandar la vida celular. Sus componentes: -

Envoltura nuclear: es una doble unidad de membrana con poros que permiten la comunicación con el citoplasma. Cromatina: forma en que se presentan los cromosomas cuando la célula no está en proceso de división. Cromosomas: son agregados moleculares de ADN y proteínas. Nucléolo: sitio donde se forman subunidades ribosómicas.

Transportes a través de la membrana.

Como vimos, una de las funciones de la membrana celular es ser una barrera selectiva de las sustancias que entran y salen de la célula. Ésta función la cumple a través de los distintos tipos de transportes a través de ella. Transportes pasivos o sin gasto de energía: TODOS son a favor del gradiente de concentración (de mayor a menor). -

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Difusión simple: se da por el movimiento espontáneo de las moléculas desde el lugar de la membrana de mayor concentración hacia el lugar de menor concentración, hasta que éstas se igualen. Difusión simple a través de canales: se realizan mediante las proteínas canales, éstas tienen un orificio interno cuya apertura está regulada para que entren iones como el Na+, K+, Ca2. Difusión facilitada: es similar a la anterior solo que utiliza proteínas transportadoras (las que atravesaban la membrana) para traspasar la sustancia. Estas proteínas son específicas para cada sustancia y son saturables, es decir, que lleva sustancias hasta una determinada cantidad. Ósmosis (difusión de agua): se da por el movimiento de moléculas de H2O a través de una membrana, en presencia de un soluto no permeable, hasta que las concentraciones se igualen. Diálisis: difusión simple y selectivo de moléculas pequeñas, no macromoléculas.

Transportes activos o con gasto de energía: TODOS se producen en contra del gradiente de concentración, es decir, de un lugar de menor concentración a uno de mayor. -

Bombas: también se produce a través de las proteínas transmembrana, pero aquí requieren de energía (ATP) para transportar las moléculas. Ejemplos: las bombas de Na+/K+ donde una proteína bombea 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior. Este proceso es en contra gradiente ya que siempre en estado natural, dentro de la célula es mayor la concentración de potasio y fuera de la célula es mayor la concentración de sodio.

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Transporte en masa: se forman pequeñas vesículas de membrana que permiten transferir macromoléculas a través de la membrana. Tipos: o Endocitosis: a través de ella ingresa materia a la célula. Subtipos:  Fagocitosis: incorporación de sustancias de gran tamaño como proteínas, microorganismos, restos celulares.  Pinocitosis: incorporación de partículas líquidas a la célula. o Exocitosis: a través de ella sale materia de la célula, por secreción o excreción.

METABOLISMO Se le llama metabolismo al conjunto de reacciones químicas que se llevan a cabo en un organismo vivo. Estas reacciones ocurren en series y cada una de estas series tiene una función determinada. A su vez, cada paso de estas series está controlado por enzimas específicas, lo que permite eficiencia.

Enzimas: Son proteínas globulares (terciarias) que intervienen en todas las reacciones metabólicas, actúan como catalizadores (es decir que aumentan la velocidad de la reacción). Denominación de las enzimas: nombre del sustrato que cataliza + la terminación -asa Las enzimas en su estructura tienen un surco que forma el sitio activo el cual va a interaccionar con un sustrato específico. Este sitio activo se presenta de diferentes maneras según su forma, estas pueden ser: -

Como un modelo de llave-cerradura el cual encajará perfecto con su respectivo sustrato. Como un modelo de encaje inducido cuando la enzima tiende a modificar su forma para que el sustrato pueda adherirse.

Propiedades de las enzimas: -

Son específicas. Actúan en pequeña cantidad. Se recuperan al final de la reacción. Están sujetas a regulación de su actividad y de síntesis. La regulación de la actividad enzimática puede ser a través del pH, de la temperatura, de interacciones alostéricas, por inhibición o por activación de coenzimas.

Los procesos metabólicos en los organismos vivos se dividen en dos: el catabolismo y el anabolismo. Catabolismo. El catabolismo es el proceso mediante el cual una molécula compleja es subdividida en múltiples moléculas simples, lo que liberará energía que estaba contenida en forma de ATP.

Este proceso se lleva a cabo mediante la oxidación de la glucosa y se divide en 2 etapas: la glucólisis y la respiración celular, ésta a su vez se subdivide en la oxidación del piruvato,

el Ciclo de Krebs y la Fosforilación oxidativa. Como resultado se obtiene la glucosa dividida en dióxido de carbono, agua y liberación de energía (38 ATP).

La glucólisis sucede en el citosol y consiste en la oxidación parcial de la molécula de glucosa (6 átomos de C) dando lugar a dos moléculas de piruvato (3 átomos de C c/u) y 4 ATP. Este proceso no requiere de Oxígeno por lo cual se considera anaeróbico. La respiración celular ocurre en la mitocondria. Durante la oxidación del piruvato, éste se convierte en una molécula de dos C unida a una coenzima (acetil- CoA). En este proceso se libera CO2 y se obtiene NADH. En el Ciclo de Krebs, en la matriz de la mitocondria, este acetil-CoA se combina con una molécula de 4C y al final del proceso se genera ATP, NADH, FADH2 y se libera CO2. Por último, en la fosforilación oxidativa dentro de la membrana interna de la mitocondria, el NADH y el FADH2 depositan sus cadenas de electrones en la cadena de transporte de electrones y regresan a sus formas NAD+ y FAD. El movimiento de los electrones por esta cadena, libera energía que luego se almacena como ATP. Al final de la cadena, el oxígeno recibe los electrones y recoge protones del medio para formar H 2O.

Anabolismo. En el anabolismo, contrario a lo que pasaba en el catabolismo, moléculas simples se juntan y sintetizan para formar moléculas complejas. Así se configura la síntesis proteica.

Esta síntesis proteica se subdivide en la replicación del ADN de una célula, la transcripción y traducción de ARN. La duplicación del ADN es un proceso rápido en donde infieren enzimas helicasas que rompen los puentes de H que unen a las bases nitrogenadas (adenina, guanina, timina y citosina). Una vez separadas las cadenas, se realiza la síntesis de las nuevas cadenas (copias de las hélices separadas) donde actúan enzimas ADN polimerasa y ARN polimerasa. En la transcripción interactúan 3 tipos de ARN: el mensajero, el ribosómico y el de transferencia. Y esta comienza cuando la enzima ARN polimerasa toma contacto con el ADN y lo abre. Este proceso ocurre dentro del núcleo y consiste en la síntesis del ARN tomando la información de las cadenas de ADN separadas. Esto se realiza transcribiendo la información de una parte de ADN en los ARNm , ARNr y ARNt, el ARNm lleva la información de la secuencia de los nucleótidos del ADN para saber el orden en que se unirán los aa de la proteína a sintetizar. El ARNr va a construir subunidades de los ribosomas según la secuencia del ARNm y el ARNt se unirá a aminoácidos y los transfieren hasta los ribosomas donde se sintetizará la proteína Este ARNm luego se dirige al citoplasma para sintetizar la proteína por traducción en los ribosomas del citoplasma. Este es el proceso en donde se traduce la secuencia de una molécula de ARNm a una secuencia de aa. Lo que se traduce es la información genética del ADN inicial para sintetizar una proteína. La secuencia del ARNm está codificada por codones (cada 3 bases nitrogenadas) que determinarán a los aa. La correspondencia entre los codones y los aa constituyen el código genético. Los aa son transportados por el ARNt y son llevados hasta el ARNm donde se juntan el codón del ARNm y el anticodón del ARNt para sintetizar una proteína específica.

UNIDAD 4: EL CICLO CELULAR: MITOSIS – MEIOSIS. Ciclo celular: Este sucede dentro de las células y comprende una serie de etapas que dan el crecimiento y división de la misma, dando lugar a nuevas células (las células hijas). Las etapas o fases que componen el ciclo son: G1, S, G2 (juntas forman la Interfase) y la Mitosis, mientras la interfase puede durar días o semanas, la mitosis dura aproximadamente una hora. Fase G1: la célula se prepara para dividirse. Fase S: la célula sintetiza una copia de todo su ADN, se replica. Fase G2: se condensa y organiza el ADN para dividirlo en las dos próximas células, dando lugar a la Fase M. La finalidad del ciclo celular es reproducir nuevas células que irán reparando y regenerando a las células y tejidos dañados, además de implicar en el crecimiento del cuerpo humano. Mitosis. Es la fase del ciclo celular en el que ocurre la división o duplicación de una célula en dos células hijas idénticas. Esta fase da SIEMPRE lugar a dos células con el mismo número de cromosomas, es decir, dos células diploides. Dentro de la misma fase de la mitosis, hay 4 subetapas: profase, metafase, anafase y telofase. -

Profase: las hebras del ADN duplicado se condensan y adquieren la forma de cromosomas. Metafase: las fibras del huso mitótico se unen a los centrómeros de los cromosomas. Anafase: los pares de cromosomas se separan y se mueven a los lados opuestos de la célula. Telofase: las cromátidas (cromosomas separados), llegan a los polos opuestos y se forma la membrana alrededor de cada núcleo hijo (que formarán a cada célula).

Meiosis: la meiosis es otro...