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8/15/2019 Preu Gauss Libro Biología Tomo 1 (Imprimir)

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Contenido

Capítulo 1: Biología celular .............................................................................................. 3

1. La célula ........................................................................................................................................................ 31.1. Postulados de la teoría celular ............................................................................................................... 3

1.2. Organización celular .............................................................................................................................. 4Cuadro sinóptico: Niveles de organización ........................................................................................................ 51.2.1. Célula procarionte ............................................................................................................................. 61.2.2. Célula eucarionte ............................................................................................................................... 6Ejercicios ............................................................................................................................................................ 6

2. Biomoléculas ................................................................................................................................................. 72.1. Biomoléculas inorgánicas ...................................................................................................................... 72.1.1. El agua ............................................................................................................................................... 72.1.2. Sales minerales .................................................................................................................................. 8Ejercicios ............................................................................................................................................................ 92.2. Biomoléculas orgánicas ......................................................................................................................... 9

2.2.1. Proteínas .......................................................................................................................................... 102.2.2. Hidratos de carbono ........................................................................................................................ 12.2.3. Lípidos ............................................................................................................................................. 122.2.4. Ácidos nucleicos ............................................................................................................................. 13Ejercicios .......................................................................................................................................................... 14

3. Membrana plasmática ............................................................................................................................... 143.1. Estructura y función ............................................................................................................................. 143.2. Permeabilidad celular .......................................................................................................................... 153.2.1. Transporte pasivo ............................................................................................................................ 163.2.2. Transporte activo ............................................................................................................................. 17Ejercicios .......................................................................................................................................................... 17

4. Citoplasma .................................................................................................................................................. 184.1. Filamentos que componen el citoesqueleto ......................................................................................... 184.2. Ribosomas ........................................................................................................................................... 194.3. Organelos membranosos ...................................................................................................................... 194.3.1. Organelos propios de la célula vegetal ............................................................................................ 20Ejercicios .......................................................................................................................................................... 22Cuadro sinóptico: Estructuras celulares ............................................................................................................ 22Cuadro sinóptico: Membrana plasmática y tipos de transporte ........................................................................ 23

5. Metabolismo celular ................................................................................................................................... 255.1. Leyes de la Termodinámica ................................................................................................................. 25

5.2. Reacciones químicas y moléculas elementales del metabolismo. ....................................................... 255.3. ATP – Molécula de energía de la célula .............................................................................................. 265.4. Metabolismo ........................................................................................................................................ 265.5. Enzimas ............................................................................................................................................... 275.5.1. Factores que afectan la acción de una enzima. ................................................................................ 28Ejercicios .......................................................................................................................................................... 285.6. Glicólisis .............................................................................................................................................. 295.7. Respiración celular .............................................................................................................................. 305.8. Fotosíntesis ......................................................................................................................................... 335.8.1. Reacciones dependientes de la luz .................................................................................................. 33Este material fue descargado para uso exclusivo de JosŽ Bustamante,

[email protected]. Se prohibe su reproducci—n. Si quieres acceder gratuitamentea este contenido visita www.psuparatodos.com



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5.8.2. Reacciones independientes de la luz............................................................................................... 34Ejercicios .......................................................................................................................................................... 36

6. Núcleo celular ............................................................................................................................................. 37 6.1. Estructura ............................................................................................................................................ 376.2. Disposición del material genético en el núcleo ................................................................................... 38Ejercicios .......................................................................................................................................................... 38Cuadro sinóptico: Tipos celulares .................................................................................................................... 39

Ejercicios PSU .................................................................................................................. 40

Capítulo 2: Ciclo celular y organismos .......................................................................... 47

1. Reproducción celular................................................................................................................................. 47 1.2. Reproducción asexual ......................................................................................................................... 471.3. Reproducción sexual ........................................................................................................................... 48

2. Ciclo celular: interfase y división ............................................................................................................. 49 2.1. Interfase ..................................................................................................................................................... 49

Cuadro sinóptico: Ciclo celular ........................................................................................................................ 51

3. Mitosis ............................................................................................................................................................ 52 3.1. Profase (2n - 4c) .................................................................................................................................. 523.2. Metafase (2n – 4c) .............................................................................................................................. 523.3. Anafase (2n – 2c por lado) .................................................................................................................. 533.4. Telofase (2n – 2c por núcleo).................................................................................................................... 53

4. Citodiéresis (Citoquinesis) ........................................................................................................................ 53 Ejercicios .......................................................................................................................................................... 54

5. Ciclo celular: meiosis ................................................................................................................................. 55

5.1. Primera división meiótica (Meiosis I o Reduccional) ......................................................................... 555.2. Segunda división meiótica (Meiosis II o Ecuacional) ......................................................................... 575.3. Implicancias biológicas de la meiosis ................................................................................................. 57Ejercicios .......................................................................................................................................................... 59Cuadro sinóptico: Mitosis y meiosis ................................................................................................................ 60

Ejercicios PSU .................................................................................................................. 63

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Capítulo 1: Biología celular

La organización biológica comienza a partir de los átomos. Estosfueron considerados como la porción más pequeña de la materia, sinembargo, en la actualidad se sabe que éste puede ser subdividido en partículas subatómicas aún más pequeñas como los electrones, protones y neutrones. Dependiendo de la cantidad partículassubatómicas que posea el átomo serán sus propiedades. Los átomos pueden unirse entre ellos mediante enlaces formando moléculas. Eneste punto podemos hablar de las propiedades emergentes.

Estas propiedades aparecen en un determinado nivel deorganización producto de una nueva organización de las partes. Porejemplo la molécula de agua está formada por 2 átomos dehidrógeno y 1 de oxígeno. A temperatura ambiente tanto el oxígenocomo el hidrógeno son gases, sin embargo la molécula de agua secomporta como un líquido, esto quiere decir, que una propiedademergente no se explica por la suma de sus partes.

Las moléculas que están formadas por una gran cantidad de átomos se denominan macromoléculas. Locarbohidratos, las proteínas y los ácidos nucleídos están representados a este nivel de organización. Lasmacromoléculas pueden organizarse en complejos denominados organelos. Los organelos son consideradoelementos subcelulares ya que desarrollan una función específica dentro de la célula y poseen una estructura biendefinida. En la actualidad algunos textos redefinen el concepto de organelo, agregando al concepto anterior el hechque dichas estructuras están delimitadas por una o dos membranas. Algunos organelos importantes son lamitocondrias, cloroplastos, retículo endoplasmático, etc. En el siguiente paso en el nivel de organización surge l propiedad emergente más importante de todas, la vida. Esto significa que el elemento de menor tamaño que puedconsiderarse vivo es la célula.

1.

La célula

La célula es una estructura limitada por una membrana plasmática que en su interior contiene variados organelosaltamente organizados que logran efectuar procesos biológicos vitales para el funcionamiento del organismoDurante mucho tiempo no se entendía como se funcionaba la vida de los organismos, sin embargo ciertasobservaciones realizadas durante muchos años, lograron recopilar la información necesaria para consolidar los 4 postulados de Teoría celular.

1.1.

Postulados de la teoría celular

1.

La célula es la unidad estructural de la vida. Todos los seres vivos están formados de células.

2.

La célula es la unidad funcional de la vida. Todas las funciones de fisiológicas de los seres vivos sonexplicadas por el funcionamiento de cada una de células por separado.

3.

La célula es la unidad de origen. Toda célula se origina de otra preexistente.

4.

La célula es la unidad genética de los seres vivos, ya que contiene el material genético que puede setransmitido a otras generaciones.





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1.2.

Organización celular

Dentro de los tipos de seres vivos encontramos los unicelulares compuestos por una sola célula, donde se llevan acabo todas sus funciones vitales, y los pluricelulares los cuales están compuestos por dos o más células. En éstosúltimos organismos las células pueden agruparse con diferentes niveles de organización y formar tejidos, órganos,sistemas y finalmente un organismo, como se ejemplifica a continuación.

Tipo celular Ejemplo Nombre

Unicelular

Bacteria Escherichia coli.Reino Monera.Célula Procarionte

Género Euglena.Reino Protista.Célula eucarionte

Pluricelular

Célula VegetalReino VegetalCélula eucarionteAutótrofos (Realizanfotosíntesis)

Célula AnimalReino AnimalCélula eucarionte.

Célula Tejido Órgano Sistema Organismo

Célula eucarionte Sangre CorazónSistema

circulatorioHumano

Existen diferentes tipos celulares: una de las clasificaciones celulares más importantes es la división entre célulasprocariontes y eucariontes





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Cuadro sinóptico: Niveles de organización

Átomo

Molécula

Organelo

Célula

Tejido

Órgano

Sistema

Organismo

Población

Comunidad

Ecosistema

Biosfera

UNIDAD BÁSICA DE LA MATERIATodos los elementos de la tabla periódica

Moléculas inorgánicas: O2, N2, CO2, H2OMoléculas orgánicas: Carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, clorofila

Membrana simple: RER, REL, aparato de Golgi, lisosoma, peroxisomaMembrana doble: Mitocondria, cloroplasto, núcleo

No membranosos1: Ribosomas, centriolos

UNIDAD BÁSICA DE LOS SERES VIVOSSeres unicelulares: Microorganismos (bacterias, levaduras, protozoos)Seres pluricelulares: Metazoos

Animal: Epitelial, conectivo, nervioso, muscular (tejidos básicos)Vegetal: Meristemo, parénquima, colénquima, esclerénquima, xilema y floema

Animal: Estómago, corazón, pulmón, cerebro, hueso, hígadoVegetal: Raíz, hoja, tallo, flor, fruto

Animal: Digestivo, cardiovascular, respiratorio, nervioso, locomotor, endocrinoVegetal: Vascular, fundamental, protección

Animal: Elefante, águila, cocodrilo, rana, hormiga, lombriz, humanoVegetal: Árbol, arbusto, hierba, pasto, algas

Organismos de una misma especie que comparten un tiempo y lugar geográfico

Organismos de distintas especies que coexisten en un tiempo y lugar geográfico.También se denomina biocenosis.

Comunidad + factor abiótico (aire, agua, suelo)

Conjunto de todos los ecosistemas terrestres





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1.2.1.

Célula procarionte

Son las células primitivas que aparecieron hace millones de años atrás y fueron las que dieron origen a los diferentestipos de vida en la tierra. Se caracteriza por NO poseer un núcleo definido, y poseer pocos organelos celulares oninguno, si se aplica el nuevo concepto de organelo (estructura citoplasmática delimitada por una o dos membranasque cumple una función determinada). Los organismos del reino Mónera (bacterias) están constituidos por estetipo de células.

1.2.2.

Célula eucarionte

Se originaron a partir de células procariontes. Existen varias teorías con respecto a su origen, una de las másimportantes, la teoría endosimbiótica plantea que la célula eucarionte se habría generado de englobamientosseriados de células procariontes. De ésta forma se habrían formado organelos como los cloroplastos, mitocondrias yotros. Organismos compuestos de células eucariontes son por ejemplo, los hongos, las plantas y los animales,mientras que organismos compuestos por células procariontes son las bacterias y las arqueas

Célula Eucarionte Célula Procarionte

Presente en organismos protistas, animales,vegetales y hongos.

Presente en bacterias

Presente en organismos uni y pluricelulares Presente en organismos unicelularesPosee un núcleo definido No posee un núcleo definido (Nucleoide)Organelos presentes solo en célula eucarionte:

-

Mitocondrias-

Cloroplastos (célula vegetal)- Retículo endoplasmático-

Aparato de Golgi

Organelos presentes sólo en células procariontes:-

Cápsula-

Mesosomas

Ambos tipos celulares presentan.-

Citoplasma- Ribosomas-

Memb. plasmática.

Ejercicios

¿A qué se refiere la frase “la célula es la unidad estructural de la vida”?





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2.

Biomoléculas

Las biomoléculas reciben éste nombre debido aque son moléculas que cumplen un rol importanteen el funcionamiento de los procesos biológicos.Estas moléculas están formadas en su mayoría por

sólo seis elementos químicos: carbono,hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fosforo y azufre.Existen otros elementos químicos que losencontramos en los seres vivos, pero en menor proporción como es el sodio, el potasio, el calcio,el magnesio y el fierro. Se debe recordar que unamolécula está formada por átomos del mismo o de diferentes elementos unidos mediante enlaces que pueden sercovalentes o iónicos.

Las biomoléculas pueden ser clasificadas de acuerdo a su naturaleza química en inorgánicas u orgánicas. Entre Labiomoléculas inorgánicas encontramos el agua y las sales minerales. Por otra parte, las biomoléculas orgánicalas encontramos exclusivamente en los seres vivos, son altamente complejas y su estructura está basada en e

carbono.

2.1.

Biomoléculas inorgánicas

2.1.1.

El agua

El agua constituye entre el 50% al 90% de la masa de los seres vivos, cumpliendo un rol importantísimo en elfuncionamiento celular. Las propiedades tan particulares del agua que permiten la actividad biológica, se deben aque su molécula posee un comportamiento de dipolo, es decir, posee una zona eléctricamente positiva y otranegativa. Este comportamiento se produce debido a que el oxígeno atrae los electrones del hidrógeno, formando asuna zona negativa y dejando a los hidrógenos con deficiencia de electrones formando una zona positiva, como se

muestra en la siguiente figura:

¿Qué tipo celular posee núcleo definido?

¿Cuál es la principal característica de las células autotróficas?





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El comportamiento de dipolo le permite a las moléculas de agua interactuar entre ellas mediante enlaces dehidrógeno en donde la zona positiva (hidrógenos) son atraídos por la zona negativa (oxigeno). Este tipo de enlaceintermolecular, denominado enlace de hidrógeno o puente de hidrógeno, le permite al agua poseer propiedadesúnicas como:

Alta tensión superficial: Las interacciones entre las moléculas de agua permiten que en la superficie deésta se forme una capa con mayor tensión, aumentando la resistencia a alguna perturbación. Esto permite, por ejemplo, que los insectos se posen sobre el agua, o que una aguja pueda permanecer sobre la superficiedel agua sin hundirse a pesar de tener mayor densidad que el agua.

Alto calor específico: El calor específico se define como la cantidad de calor que debe agregarse a unasustancia para que ésta aumente en 1°C su temperatura. El calor específico del agua es 1 cal/g°C, estosignifica que para aumentar en 1°C la temperatura de 1 g de agua, se debe suministrar 1 caloría. Comparadocon otras sustancias, al agua se le debe añadir mucho calor para que ésta varíe su temperatura. Esta propiedadle permite a los seres vivos mantener una temperatura relativamente constante. Además el agua posee altocalor de vaporización (calor disipado al pasar de estado líquido a gaseoso) y alto calor de fusión (calordisipado al pasar de estado sólido a gaseoso) lo que también permite el equilibrio térmico tanto en los seresvivos como en el ecosistema en general.

La densidad del agua disminuye al congelarse debido al ordenamiento de sus moléculas, lo que le permiteal hielo flotar. Esta propiedad a su vez, le permite a los seres marinos vivir bajo el agua, aun bajotemperaturas ambientales bajo cero.

La temperatura de solidificación del agua disminuye al haber solutos disueltos en ella, lo cual permite alas células protegerse de las bajas temperaturas aumentando su concentración interna de soluto.

El agua como solvente universal. Los enlaces oxígeno-hidrógeno de la molécula de agua son altamente polarizados, por lo que estas moléculas constituyen dipolos con cargas parciales positivas y negativas. Estascargas hacen que el agua sea un solvente polar y así disuelve a un sin número de sustancias polares, entreellas compuestos iónicos. Por esto el agua puede disolver a la sal de mesa y al azúcar, ya que ambas sonmoléculas polares.

El agua posee un pH neutro ya que se disocia en iones hidroxilo (OH-) e iones hidrógeno (H+) en igual proporción. El pH neutro permite que se lleven a cabo una infinidad de reacciones químicas y además protege a la célula del poder corrosivo procedente de pH muy ácidos o muy básicos.

2.1.2.

Sales minerales

Las sales minerales se encuentran en baja proporción en los seres vivos a comparación de otros elementos perocumplen un rol vital en las funciones biológicas.

Sodio y potasio: Ambos cationes participan en la transmisión del impulso nervioso. Son los principales

cationes extra e intracelular, respectivamente. El sodio participa en el balance hídrico.

Calcio: Catión que cumple un rol importante durante la contracción muscular y la coagulación sanguínea.Forma parte de huesos y dientes. Además participa en la regulación de variados procesos celulares.

Magnesio: Participa en procesos de absorción de energía luminosa pues está presente en la clorofila de lascélulas vegetales. Además participa como cofactor de reacciones enzimáticas.

Hierro: Participa en el intercambio gaseoso de O2 y CO2, ya que está presente en la hemoglobina de losglóbulos rojos.





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Ejercicios

2.2.

Biomoléculas orgánicas

Las biomoléculas orgánicas están constituidas principalmente de cadenas de carbono y son moléculas de altcomplejidad. El átomo de carbono puede asociarse mediante 4 enlaces covalentes a otro elemento, lo que le entreguna amplia gama de moléculas y macromoléculas que se pueden formar a partir de él. Así se pueden distinguir cuatr biomoléculas orgánicas fundamentales: Proteínas, Hidratos de carbono, Lípidos y Ácidos nucleicos. En el siguientcuadro se resumen las principales características de las biomoléculas orgánicas.

¿Cuál es la función del catión Na+?

¿Qué propiedades posee el agua debido a su cualidad de molécula dipolar?

¿Cuál es el mineral que participa en el intercambio gaseoso?

¿Qué significa que el agua tenga un elevado calor específico?





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2.2.1.

Proteínas

Las proteínas están compuestas por C, H, O y N, y pueden presentar además S y P. Las proteínas constituyen polímeros formados por subunidades (monómeros) denominados aminoácidos. Los aminoácidos están constituidos por un carbono central al cual se le une un hidrógeno, un grupo amino (-NH2), un ácido carboxílico (-COOH), yuna cadena lateral que varía de un aminoácido a otro.

Los aminoácidos se unen entre sí por un enlace covalente llamado enlace peptídico, mediante una reacción de síntesis

por deshidratación en donde se pierde una molécula de agua por cada enlace formado. Cuando se unen dosaminoácidos se forma un dipéptido, cuando se unen más de 10 aminoácidos, un polipéptido y la unión de polipéptidos da origen a una proteína.

En total se conocen 20 aminoácidos, con los cuales se sintetizan una gran variedad de proteínas diferentes. Así, las proteínas se pueden distinguir entre ellas dependiendo de la cantidad, el tipo de aminoácidos que la conforman y ellugar que estos ocupan dentro de la proteína. Los aminoácidos pueden ser sintetizados por el propio organismo(aminoácidos no esenciales) o provenir de la degradación de proteínas presentes en los alimentos. Si éstos sonindispensables en el organismo y éste no es capaz de sintetizarlos, o su síntesis es insuficiente de acuerdo a losrequerimientos, se denominan aminoácidos esenciales. Estos últimos varían entre las distintas especies, la edad delindividuo e incluso su estado de salud. Para el hombre son aminoácidos esenciales: arginina, lisina, metionina,triptófano, valina, isoleucina, histidina, treonina, fenilalanina y leucina.

Debido a que los aminoácidos que conforman una proteína poseen diversos grupos laterales, éstos puedeninteraccionar entre sí para formar estructuras, las que pueden clasificarse en:

Estructura primaria: Corresponde a la cadena lineal deaminoácidos, uno al lado del otro, unidos mediante el enlace peptídico.

Estructura secundaria: Es la ordenación espacial de las cadenas

peptídicas considerando interacciones débiles entre las cadenaslaterales de los aminoácidos que conforman la proteína. Estasinteracciones son principalmente de tipo puente de hidrógeno, perotambién pueden ser interacciones electrostáticas. Las estructurassecundarias más comunes son la lámina plegada (beta) y la hélicealfa, pero también pueden presentarse estructuras secundarias alazar. Lámina plegada Hélice alfa

Estructura terciaria: En este caso la estructura queda definida porinteracciones de tipo covalente, principalmente a través de enlacesdisulfuro (S-S)

Estructura cuaternaria: Cuando una proteína está conformada pormás de una cadena peptídica, cada una de ellas adquiere, en formaindependiente, su estructura primaria, secundaria y terciaria, paraluego asociarse a través de interacciones fuertes o débiles, formandola estructura cuaternaria.





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Las proteínas son las biomoléculas más versátiles de la célula, ya que pueden llevar a cabo un sinfín de funcionesya sean estructurales, como componente de membranas, cápsulas y citoesqueleto; hormonales, como la insulinade transporte, como la hemoglobina que transporta oxígeno en el interior de los glóbulos rojos; contráctiles, comola actina y miosina en las células musculares; inmunológicas, como los anticuerpos; y enzimáticas ya que catalizanlas reacciones celulares.

2.2.2.

Hidratos de carbono

Los hidratos de carbono o carbohidratos están constituidos principalmente de carbono e hidrógeno (de ahí sunombre) y en menos proporción por oxígeno. Son las principales moléculas que almacenan la energía químicasintetizadas por las plantas y que nosotros consumimos. Los carbohidratos se pueden clasificar en monosacáridosdisacáridos y polisacáridos. Los monosacáridos son los azúcares más simples, formados por una única unidadÉstos se subclasifican de acuerdo al número de carbonos que poseen en: Triosas (3C), Tetrosas (4C), Pentosas (5C)Hexosas (6C), Heptosas (7C). Dos monosacáridos, iguales o distintos, pueden unirse mediante la formación de unenlace covalente llamado enlace glucosídico para generar así un disacárido, entre los cuales encontramos: sacarosa(glucosa + fructosa), lactosa (glucosa + galactosa) y maltosa (glucosa + glucosa). Si se unen más de 100monosacáridos mediante enlaces glucosídicos se obtienen polímeros de carbohidratos denominados polisacáridoscomo lo son el almidón, la celulosa y el glucógeno.

Si bien los tres polisacáridos son polímeros de glucosa, la forma en que se establecen sus enlaces les otorga propiedades diferentes. El almidón cumple un papel de almacenamiento energético. Las plantas, por ejemplotransforman la energía lumínica en energía química guardándola en forma de almidón. El glucógeno es la molécula través de la cual los animales almacenan energía. Se sintetiza en el hígado y puede hidrolizarse en moléculas másencillas cuando el organismo está falto de energía. La celulosa tiene un rol estructural y no de almacenamientoformando parte de la pared celular en las plantas y no es digerible por los animales, ya que carecen de enzimas paraello.

Celulosa





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2.2.3.

Lípidos

Los lípidos son de naturaleza variada, sin embargo a todos los caracteriza el no poder disolverse en agua. Se deberecordar que el agua tiene una naturaleza polar (posee una carga parcial positiva y una negativa) y los lípidos secaracterizan por ser apolares (sin carga). La unidad estructural de la mayoría de los lípidos son los ácidos grasos,que se encuentran en los lípidos macromoleculares como los triglicéridos y los fosfolípidos. Además encontramosotro tipo de lípidos que poseen anillos alifáticos (constituidos de -CH2) como algunos esteroides, vitaminas yhormonas.

Ácidos grasos: Estructurados por una cadena hidrocarbonaday su extremo presentan un grupo carboxilo (COOH). Loscarbonos de la cadena pueden estar unidos sólo por enlacessimples (ácido graso saturado) o presentar a lo menos un enlacedoble o triple (ácido graso insaturado), en este caso la molécula posee mayor flexibilidad. Los ácidos grasos forman parte deotros lípidos de mayor complejidad.

Triglicéridos: Se forman a partir de 3 ácidos grasos y unamolécula de glicerol mediante una reacción de deshidratación.En animales se encuentra en el tejido adiposo y en vegetales seencuentra en forma de aceite. Los triglicéridos pueden sersaturados o insaturados dependiendo de los ácidos grasos quecontenga.

Fosfolípidos: Son parecidos a los triglicéridos, sin embargo, poseen sólo 2 ácidos grasos unidos al glicerol y un grupofosfato, el cual, a su vez, está unido a un grupo polar llamdo

colina. El grupo polar es hidrofílico y sus ácidos grasos sonhidrofóbicos, esta dualidad le otorgan la denominación demolécula anfipática. Al estar en contacto con el agua las colashidrofóbicas se atraen formando micelas, monocapas y bicapas.

Esteroides: El más conocido es el colesterol , el que cumplecon un rol estructural en las células formando parte de lasmembrana plasmática, además es el precursor de diferentesmensajeros químicos como las hormonas sexuales y lascorticoadrenales.

Carotenoides: Son pigmentos accesorios. Estas moléculas seencuentran en las plantas y su principal función es captarenergía luminosa en longitudes de onda diferente a la de laclorofila, dan colores llamativos a frutos y flores, lo que esimportante en el proceso de polinización. De los carotenosderivan ciertas molécula importantes como la vitamina A(retinol). Se caracterizan por tener propiedaes antioxidantes.Este material fue descargado para uso exclusivo de JosŽ Bustamante,[email protected]. Se prohibe su reproducci—n. Si quieres acceder gratuitamente




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2.2.4.

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos están formados por C, H, O, N y P. La unidad fundamental de los ácidos nucleicos es elnucleótido, éste se conforma de una azúcar de 5C (pentosa), un grupo fosfato, y una base nitrogenada, la qu puede ser guanina (G), citosina (C), adenina (A), timina (T) o uracilo (U). Los nucleótidos se unen entre sí mediantenlace covalente llamado enlace fosfodiéster. La unión de una base nitrogenada con una pentosa se conoce con enombre de nucleósido.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos: El ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN).

Ácidos ribonucleicos

Nombre Ácido desoxirribonucleico(ADN)

Ácido ribonucleico (ARN)

Estructura Doble hebra Hebra simple

Función Molécula que almacena lainformación genética.

Molécula que sirve como intermediarioentre la información que se encuentra en

el núcleo y la síntesis proteica de esta queocurre en el citoplasma.

Formada por…

Fosfato.Azúcar: Dexosirribosa (pentosa)

Base nitrogenada: T-A, C- G. No contiene Uracilo.

Fosfato.Azúcar: Ribosa (con un grupo OHmás en el carbono 2 de Pentosa)Base nitrogenada: U, C, G, A. No contiene Timina.





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Ejercicios

3.

Membrana plasmática

3.1.

Estructura y función

La membrana plasmática es una estructura formada principalmente por lípidos y proteínas que rodea a la célula yla contiene, permitiendo que los procesos químicos sucedan al interior de la célula en forma aislada, y diferenciandoasí el contenido intracelular del extracelular. Además la membrana plasmática puede captar mensajes del medioextracelular mediante receptores de membrana, permite el paso selectivo de sustancias desde el interior al exteriorde la célula y viceversa. Contiene enzimas en su superficie capaces de realizar reacciones químicas importantes y posee proteínas que le permiten la unión e intercambio entre células.

¿Cuál es la diferencia entre los polisacáridos, glucógeno y almidón?

¿Qué biomolécula NO forma parte de la membrana plasmática?

¿Puede la estructura terciaria de las proteínas ser de forma alfa-hélice? Justifique

¿Qué tipo de enlace permite la unión entre dos aminoácidos, es lo mismo que una amida?





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La estructura de la membrana plasmática se compone de una bicapa lipídica formada por fosfolípidos. Las proteínase encuentran embebidas en la bicapa y en constante movimiento. Se denominan proteínas intrínsecas transmembrana a las proteínas que atraviesan la bicapa, y extrínsecas o periféricas cuando se encuentran sobruna de las caras de la membrana. De la observación de esta composición se postuló el modelo actual de la estructurde la membrana plasmática conocido como Modelo de Mosaico Fluido. Por último, en la membrana también podemos encontrar hidratos de carbono, los cuales se asocian a lípidos y a proteínas formando respectivamentglicolípidos y glicoproteínas, su función principal es el reconocimiento celular en la superficie externa de lamembrana.

Dentro de las proteínas de membrana encontramos: receptores que captan mensajeros químicos y desencadenanuna respuesta celular; enzimas que catalizan (aceleran) reacciones químicas y transportadores que trasladanmoléculas no liposolubles a través de la membrana.

3.2.

Permeabilidad celular

La permeabilidad celular corresponde a la capacidad que posee la célula de dejar fluir moléculas desde el interior dla célula hacia el exterior y viceversa. La membrana plasmática es sumamente selectiva, es decir, la encargada decontrolar la permeabilidad celular. Es altamente impermeable a las moléculas grandes y/o que poseen carga, como por ejemplo la glucosa y los iones, mientras que permite el paso de moléculas pequeñas y sin carga sin mayo

dificultad, como el agua, el CO2 o el H2O. Para comprender mejor la selectividad de la membrana o bien cómo ést permite el paso de sustancias debemos definir primero algunos conceptos:

Solución: Mezcla homogénea de dos componentes; el que se encuentra en mayor proporción se denominsolvente; y los otros que se encuentran en menor proporción se denominan soluto.

Concentración: Proporción entre la cantidad de soluto y solvente que hay en la solución. Por ejemplo sagregas 30g de azúcar a 1 litro de agua la concentración de esa solución será 30 g/L.

Gradiente: Diferencias de concentración en dos puntos, por ejemplo cuando agregas una cucharadita dazúcar a una taza de té, el agua que está inmediatamente al lado de la cuchara tendrá una concentraciómayor de azúcar que el agua que se encuentra a mayor distancia de la cuchara. La diferencia entre l

concentración cerca de la cuchara y el extremo más lejano se denomina gradiente. Luego al revolver, lconcentración de azúcar en el té es igual y se llega a un equilibrio, por lo tanto el gradiente desaparece.

Difusión: Movimiento azaroso de las partículas que les permite distribuirse homogéneamente en unasolución.

El transporte a través de la membrana plasmática se puede clasificar en función de si se necesita o no gastar energí para transportar el soluto en Transporte Pasivo o Transporte Activo.





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3.2.1.

Transporte pasivo

Es el intercambio simple de moléculas de una sustancia a través de la membrana plasmática. Este tipo de transporteno requiere gasto energético ya que se da a favor del gradiente de concentración, es decir desde el lugar donde hayuna mayor concentración hasta donde hay una menor. El transporte pasivo se puede clasificar en:

Difusión simple: La membrana plasmática permite el paso de

pequeñas moléculas polares (etanol y urea), gases (CO2, O2, N2) ymoléculas apolares (lípidos). La velocidad de difusión es directamente proporcional al gradiente de concentración.

Osmosis: Es el movimiento del agua desde una zona de menorconcentración de soluto (hipotónica) a una de mayor concentración(hipertónica) hasta alcanzar un equilibrio. Gracias a la membrana plasmática, en la célula existe un control tanto de la concentración de

solutos intracelular como de la extracelular. Esto es importante paraque la célula no sufra daño. El medio adecuado para la sobrevivenciade la célula es una solución isotónica, o sea que haya la mismaconcentración en el interior que en el exterior de la célula. Porejemplo, si una célula es introducida en un medio hipertónico esto provocaría la salida de agua de la célula, encogiendo el tamaño delcitoplasma, en las células animales este proceso recibe el nombre decrenación, en las vegetales plasmólisis. Por el contrario, si se colocauna célula en una solución hipotónica esta se hinchará hasta reventarse(citólisis) o, si se trata de una célula vegetal, la pared impedirá laruptura pero se hinchará (turgencia).

Difusión facilitada: Este tipo de difusión permite el paso demoléculas que no pueden atravesar la membrana plasmática por símismas, ya sea por su naturaleza polar o su tamaño, necesitando detransportadores y/o canales iónicos Los canales iónicos son proteínascon forma hueca que permiten el paso de los iones como Na+, K +, Ca2+,que participan en el impulso nervioso y en la traducción de señalescelulares. Los transportadores al igual que los canales iónicos son proteínas, sin embargo al transportar a las moléculas sufren un cambioconformacional que les permite pasar el soluto hacia el otro lado de la

membrana. La velocidad de difusión de moléculas depende, ademásdel gradiente de concentración, de la cantidad de canales otransportadores que estén activos, ya que una vez que se han saturado,la velocidad de la difusión descenderá aunque no se haya logrado elequilibrio.





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3.2.2.

Transporte activo

Este tipo de transporte de sustancias a través de la membrana plasmática se caracteriza por realizarse en contra degradiente de concentración de dichas sustancias, es decir desde una menor concentración hacia una zona de mayoconcentración. Para que esto ocurra debe haber un gasto de energía.

Las bombas son de naturaleza proteica y pueden transportar moléculasen contra de su gradiente de concentración ya que poseen actividad

enzimática que hidroliza ATP. La más conocida es la bomba de sodio-potasio. Esta bomba mantiene un gradiente electroquímico constante enla membrana plasmática puesto que aumenta forzadamente laconcentración extracelular de sodio y la concentración intracelular de potasio. Esto permite la propagación del impulso nervioso. Por cadamolécula de ATP hidrolizada, la bomba de sodio-potasio ingresa 2 iones potasio y saca 3 iones sodio.

Transporte mediado por vesículas: Es un tipo particular de transporte activo que ocurre ante la presencia desustancias o moléculas de tamaño significativamente mayor, que no pueden ingresar o salir de la célula por lomedios anteriormente mencionados. Las vesículas son invaginaciones de la membrana plasmática que permiten la

formación de una esfera que en su interior contiene la sustancia o molécula que ingresa o sale de la célula. Existendos tipos de transporte mediado por vesículas:

Endocitosis: Incorporación de partículas en solucióno de partículas grandes mediante invaginaciones de lamembrana plasmática. La endocitosis de grandesmasas de líquidos se llama pinocitosis y de partículasgrandes como virus, bacterias se denomina fagocitosis.

Exocitosis: Excreción mediante vesículas de partículasgrandes, principalmente deshechos, desde el interiorhacia el exterior celular. Las vesículas exocíticas alllegar cerca de la membrana plasmática se fusionan conella y liberan al exterior su contenido.

Ejercicios

Si se desea demostrar el fenómeno de crenación, ¿Qué tipo de célula y qué solución se necesitaríautilizar?

¿Cuál es la función principal de los glicolípidos y las glicoproteínas en la membrana plasmática?





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4.

Citoplasma

La membrana plasmática define un medio extracelular y un medio intracelular, este último recibe el nombre decitoplasma. El citoplasma está constituido de dos partes, el citosol y los organelos membranosos celulares. El

citosol es una solución acuosa gelatinosa donde se encuentran embebidos componentes celulares no membranosos,como el citoesqueleto, los centriolos y los ribosomas, que se estudiarán más adelante. El citoesqueleto es un conjuntode filamentos proteicos responsable de mantener la estructura celular, los movimientos celulares y el desplazamientode organelos, vesículas y partículas. Existen 3 tipos de filamentos citoesqueléticos, que se muestran en la figura 1.

4.1.

Filamentos que componen el citoesqueleto

Filamentos delgados o microfilamentos: Polímeros de la proteína globular actina Participa durante la contracciónmuscular, la citodiéresis (partición del citoplasma),fagocitosis y mantención de la forma celular. Responsablede los movimientos ameboides de unicelulares y algunascélulas pluricelulares. Además da el soporte estructurala las microvellosidades intestinales.

Con relación al gradiente, ¿Cuándo se dice que el sistema alcanza el equilibrio?

Con respecto al agua ¿Cómo cruza la membrana célular? ¿Cuándo su paso es a través de osmosis, pasa a través de las acuaporinas o a través de la membrana celular?

Con respecto a los fenómenos de transporte ¿La liberación de dopamina al espacio intersináptico aque corresponde? ¿Cómo podría explicar la turgencia de las plantas luego de ser regadas? ¿Quécélulas del sistema inmune y cuales del páncreas realizan endocitosis y Exocitosis respectivamente?





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Filamentos intermedios: Está formado por variadas proteínas no globulares. Su función principal es de soportecelular y resistencia ante estrés mecánico. Además forma parte de las uniones célula a célula, denominadosdesmosomas y hemidesmosomas.

Filamentos gruesos: Filamentos cilíndricos y huecosformados por dímeros de la proteína globular tubulina,denominados microtubulos. Participa en los movimientosde cromosomas durante la mitosis, y el movimiento decilios y flagelos en células eucariontes unicelulares. Sonresponsables del desplazamiento y organización deorganelos al interior de la célula.

4.2.

Ribosomas

Los ribosomas son estructuras macromoleculares, antiguamente consideradosorganelos, cuya función es la de sintetizar proteínas. Están compuestos por ARNribosomal y proteínas, y se organizan en dos subunidades (mayor y menor). Sonsintetizados en el nucléolo. Existen ribosomas libres en el citoplasma y otrosasociados al retículo endoplásmico rugoso. Los primeros sintetizan proteínassolubles, mientras que los segundos sintetizan proteínas de membrana o que vana ser secretadas

4.3.

Organelos membranosos

Corresponden a compartimientos citoplasmáticos delimitados por membranas lo que permite aislar las reaccionesquímicas y de esta forma no interferir entre los procesos celulares Estas estructuras comprenden casi la mitad devolumen celular.

Organelo Descripción

Retículo endoplasmático liso (REL): Tuboshuecos delimitados por una membrana. Entre sus

funciones más importante se encuentra la síntesisde lípidos y le detoxificación de sustancias tóxicas(alcohol, medicamentos, etc). Además acumulacalcio y posee un rol clave en la contracciónmuscular liberando el calcio que contiene.Retículo endoplasmático rugoso (RER): Sacosmembranosos delimitados por una membrana, suaspecto rugoso se debe a la presencia deribosomas. Los ribosomas tienen la funciónespecífica de sintetizar proteínas, en ellos sesintetizan proteínas de membrana y proteínas que





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van a ser secretadas, por lo que una célula secretorade proteínas tendrá más desarrollado este organelo.

Aparato de Golgi: Sacos membranosos aplanadosy paralelos entre sí. Su función es recibir las proteínas sintetizadas en el RER, modificarlas yluego empaquetarlas en vesículas de secreción paraser exocitadas. Además dirige a las proteínas a sulugar de destinación; a otros organelos celulares oa la membrana plasmática añadiéndole señalesmoleculares que indican su destino. Participa en lafabricación de lisosomas. Realiza modificaciones posttransduccionales a las proteínas.

Lisosomas: Vesículas membranosas que en suinterior contiene altas concentraciones de enzimashidrolíticas. Para el funcionamiento de lasenzimas, el interior del lisosoma tiene un pH ácido.Su función es la digestión celular en donde se unea vesículas endocitadas para digerir lo que hay ensu interior. Participa en procesos de digestión,autofagia, (digestión de organelos envejecidos) y procesos de autolisis en donde vierte su contenidoenzimático en el citoplasma células provocando ladestrucción de la célula. Poseen membrana simple

Peroxisomas: Vesículas membranosas que en suinterior contiene la enzima catalasa. Éstaenzima cataliza la reacción que transforma al peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno, evitandoque el peróxido dañe a la célula. Poseen membranasimple

Mitocondrias: Organelo formado por dosmembranas una interna con pliegues denominadoscrestas mitocondriales y otra externa. La principalfunción de las mitocondrias es la respiracióncelular. Este proceso comienza en el citosol, peroes en el interior de la mitocondria en donde seutiliza el oxígeno como agente oxidante para llevar

a cabo las reacciones que formarán ATP, y de estaforma obtener energía para la célula.

4.3.1. Organelos propios de la célula vegetal

Las células vegetales se diferencian de las células animales no sólo en su fisionomía, sino además en los organelosque contienen y que le otorgan a la célula vegetal características propias. Por ejemplo, la pared celular otorga laresistencia a los cambios de presión de turgencia (presión del agua al interior de la célula). Los plastidios, como la





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clorofila, poseen pigmentos fotosintéticos que le permiten captar la energía lumínica del sol y transformarla enenergía química, acumulándola en moléculas como los hidratos de carbono, este proceso de denomina fotosíntesisLa vacuola presente en la célula vegetal es un gran compartimiento estable delimitado por una membrana, que en suinterior posee agua y sustancias disueltas como electrolitos y carbohidratos. Su función es la de regular la presiónosmótica de la célula, además participa en el crecimiento celular ya que al aumentar de volumen permite que la pared celular pueda elongarse. Además es capaz de almacenar otras sustancias como alcaloides, pigmentos yterpenos, estos últimos le otorgan color y olor a las estructuras vegetales respectivamente.

Las principales características de los organelos propios de la célula vegetal:

Pared celular: Constituida por celulosa (polisacárido). No ejerce una función relacionada con el paso desustancias al interior celular. Impide el rompimiento de la célula

Plastidios:

o

Cloroplastos: Delimitados por dos membranas, su membrana interna forma discos llamados tilacoidesdonde se encuentra la clorofila. Encargados de realizar la fotosínteis.

o

Cromoplastos: Poseen pigmentos de color amarillo, rojo y naranja que le dan color a frutos y flores.

o

Leucoplastos: No poseen pigmentos, su función es de almacenamiento. Dentro de este grupo seencuentran los amiloplastos, que contienen almidón en su interior.

Vacuola: gran compartimiento celular delimitado por una membrana. Participa en el crecimiento celular,regulación de la presión osmótica y almacenamiento de sustancias.





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Ejercicios

Cuadro sinóptico: Estructuras celulares

¿De que organelo obtienen la mayor cantidad de ATP las plantas?

¿En qué organelo celular se produce la mayor cantidad de síntesis ATP?

¿Cuál es la principal característica del retículo endoplasmático rugoso?

¿Cuál es el principal componente de la pared celular?





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Cuadro sinóptico: Membrana plasmática y tipos de transporte

FUNCIÓN COMPOSICIÓN PRESENCIA

I

Ribosomas

Centriolos

- Síntesis de proteínas- ARNr- Proteínas

- Procarionte- Eucarionte animal- Eucarionte vegetal

- Formación del husomitótico

- Proteínas - Eucarionte animal

RER

REL

- Síntesis de proteínasde exportación

- Membrana- Ribosomas

- Eucarionte animal- Eucarionte vegetal

- Síntesis de lípidos- Detoxificación celular

- Membrana - Eucarionte animal- Eucarionte vegetal

I

AP. GOLGI

LISOSOMA

- Maduración desustancias

- Membrana- Eucarionte animal- Eucarionte vegetal

- Digestión celular- Autofagia

- Membrana- Enzimas hidrolíticas

- Eucarionte animal

PEROXISOMA

VACUOLA

- Detoxificación celular- Membrana- Enzimas


- Almacenamiento deagua

- Membrana - Eucarionte animal*- Eucarionte vegetal

NÚCLEO

MITOCONDRIA

- Almacenamiento de lainformación genética

- Membrana- Cromatina


- Respiración celular

- Membrana doble

- ADN- Ribosomas


CLOROPLASTO- Fotosíntesis - Eucarionte vegetal

- Membrana doble- ADN- Ribosomas





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BombaSodio Potasio

Pinocitosis

Fagocitosis

Endocitosis

Endocitosis

ComposiciónFosfolípidos Colesterol Glicolípidos Proteínas Glicoproteínas

Bicapa lipídica Proteínas integrales y periféricas

Disposición

MembranaPlasmática

Distribución asimétrica: Mosaico fluido

Permeabilidad

Semipermeable

Tipos de transporte

- Solutos (vienen disueltos en líquido)

Las moléculas pasan directamente a través de lamembrana a favor de la gradiente de concentración

- Solutos pequeños apolares, sin carga y/o liposolubles

Las moléculas atraviesan la membrana a través deproteínas transportadoras a favor de la gradientede concentración- Solutos pequeños polares, iones

Paso del agua a través de la membrana desde unmedio hipotónico a uno hipertónico

Difusiónsimple

Osmosis

Difusiónfacilitada

Solutos pequeños

En contra de la gradiente de concentración

Sustancias de mayor tamaño que no logranatravesar por proteínas transportadoras

- Sustancias no disueltas

Proceso inverso a la endocitosis

Pasivo

Activo





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5.

Metabolismo celular

Todos los seres vivos son complejas máquinas biológicas con diversos componentes que en acción conjunta entreganlas propiedades fundamentales de lo que conocemos como vida. En esta sección estudiaremos algunos conceptosque explican el funcionamiento de los organismos vivos.

5.1.

Leyes de la Termodinámica

El metabolismo celular se rige por las leyes de la termodinámica:

Primera Ley: Establece que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Segunda Ley: Establece que en todo proceso que implica energía, parte de esta se libera en forma de calo(ningún proceso es totalmente eficiente). Esto podemos observarlo en acciones cotidianas como el calogenerado por el motor de un automóvil o por una ampolleta. En términos más simples, todo sistema tiendpor naturaleza al desorden.

En base a la última podemos obtener una conclusión muy importante. Sabemos de acuerdo a lo que hemos estudiad

que los seres vivos constituyen sistemas muy ordenados, sin embargo, tienden al desorden. Es por esto que requierende un flujo energético constante.

5.2.

Reacciones químicas y moléculas elementales del metabolismo.

Dentro de un ser vivo, especialmente en el citoplasma y el interior de las membranas celulares, ocurren una granvariedad de reacciones químicas. Principalmente estos procesos son reacciones de oxidación o reducciónComencemos por definir estos conceptos en el aspecto bioquímico:

Oxidación: Toda molécula que cede electrones se dice que se oxida, y por tanto requiere de uno que recibdichos electrones.

Reducción: Toda molécula que capta electrones se dice que se reduce, y por tanto, requiere de uno que ldone electrones.

Por lo tanto, toda molécula que se oxida actúa como agente reductor, y toda molécula que se reduce actúa comoagente oxidante. Esto nos ayuda a entender las reacciones que ocurren en los organismos vivos. Algunas de las máimportantes son:

Hidrólisis/Condensación: Muchas de las biomoléculascomo proteínas, glúcidos y ácidos nucleicos tienen enlacesque se forman por condensación (liberan una molécula, eneste caso agua) y se rompen por hidrólisis (acción del agua).Así, por ejemplo, las enzimas hidrolíticas actúan promoviendo la reacción entre el agua y un enlace específico.

En la siguiente figura, cuando se produce la síntesis de proteínas, el grupo carboxilo del primer aminoácido (glicina)reacciona con el grupo amino del segundo aminoácido(alanina), liberan una molécula de agua y se unen por unenlace peptídico.





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Combustión: Procesos metabólicos como la respiración celular consisten en una reacción de combustión, donde en presencia de un comburente (oxígeno), el combustible biológico, la glucosa, reacciona formando dióxido decarbono y agua.

C 6 H 12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H 2O

Existen muchas más reacciones relacionadas al metabolismo y función celular, que se estudiaran en específico paracada tema.

5.3.

ATP – Molécula de energía de la célula

El ATP es la principal molécula energética de la célula. En esta pequeña molécula la célula es capaz de almacenarla energía obtenida de nutrientes como la glucosa y los ácidos grasos. Para utilizar esta energía, las estructurascelulares rompen el enlace fosfato-fosfato (hidrólisis de ATP), liberando ADP y fosfato inorgánico (Pi). Durantenuestro estudio del metabolismo nos encontraremos regularmente con esta molécula.

Su composición química es la de un nucleótido simple: azúcar ribosa, base nitrogenada adenina, tres gruposfosfato.

Los enlaces fosfato-fosfato son de alta energía, por lo que al romper uno de ellos se libera gran cantidad de energía.Esta reacción se conoce como hidrólisis de ATP, donde se libera un grupo fosfato como fosfato inorgánico libre (Pi)y nos queda una molécula de ADP (adenosin difosfato).

5.4.

Metabolismo

El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en un organismo, implican la formación de nuevasmoléculas utilizando energía (anabolismo), y la ruptura de enlaces químicos para liberar energía (catabolismo).

Los organismos autótrofos utilizan la energía del sol para fabricar compuestos orgánicos a partir de dióxido decarbono y agua, así como los animales utilizan ATP en el proceso de síntesis de proteínas. Estas son reaccionesanabólicas.

Por otro lado, todo organismo requiere de respiración celular. Durante ella, como veremos en detalle la próximaclase, la molécula de glucosa se separa en dos para liberar energía. Esta es una reacción catabólica. Los esteroides

anabólicos, sustancias de las que abusan algunos fisicoculturistas y otros deportistas, estimulan el crecimiento de losmúsculos, aumentando la síntesis de proteínas, principal componente de las fibras musculares. He ahí por qué sedenominan anabólicos.





27

5.5.

Enzimas

Las enzimas son catalizadores biológicos. Para una mejor comprensión, un catalizador como las enzimas aceleranlas reacciones químicas, disminuyendo la cantidad de energía que se debe utilizar para que esta ocurra. Toda reacciónrequiere de una energía mínima para que ocurra llamada energía de activación. Cuando una reacción es catalizadala energía de activación baja, como lo muestra la siguiente figura:

Aquí se ilustra la acción de una enzima en una reacción química. En el eje vertical encontramos la cantidad deenergía disponible para la reacción, y en el eje horizontal el progreso de la reacción de reactante a productos. En

presencia de un catalizador como una enzima, la energía de activación disminuye, por lo que la altura del gráfico emenor.

El efecto de un aumento de la velocidad es la generación de mayor cantidad de producto por unidad de tiempo. Enuna reacción catalizada por enzima típica encontramos el sustrato (moléculas que se unirán a la enzima, en un lugaespecífico llamado sitio activo), la enzima propiamente tal, el complejo enzima-sustrato y el producto. Lacaracterísticas de las enzimas son:

Específicas para cada sustrato

Por ejemplo: La pepsina del estómago degrada proteína, la lipasa pancreática

degrada grasas. Cada enzima posee un lugar en su estructura denominado sitioactivo, lugar donde se une el sustrato específico.

Específicas para pH y temperatura

Enzimas del estómago trabajan a pH muy cercanos a 2 (medios fuertementeácidos), en cambio enzimas del duodeno (intestino delgado) trabajan a pHmayor a 7 (más básicos). Del mismo modo, las enzimas del organismo engeneral actúan a 36,5°C como temperatura óptima, en cambio en otrosorganismos como las bacterias, encontramos distintas temperaturas deequilibrio para sus enzimas.

Se conservan tras la reacción

Todo catalizador en general tiene la cualidad de que si bien participa de lareacción en sí, se recupera al término de esta, permaneciendo inalterado. Así,una sola enzima puede participar de varias reacciones.





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5.5.1.

Factores que afectan la acción de una enzima.

Concentración de Enzima: A mayor concentración de la enzima, mayor velocidad de reacción.

Concentración de sustrato: A mayor concentración de sustrato, mayor es la velocidad de reacción, hasta un puntoen que la capacidad de la enzima se satura. Por ejemplo: Quiero cargar cajas en un camión. Si llevo de a una cajaseguramente tardaré bastante tiempo, por lo que si llevo de a dos o tres terminaré más rápido, pero puede que conmás de cinco ya el peso sea mucho y no pueda cargar a mayor velocidad.

pH y temperatura: Recordemos que las enzimas poseen parámetros específicos de acción. En el caso de latemperatura, altas temperaturas pueden desnaturalizar su estructura (cambio estructural irreversible).

Presencia de coenzimas o cofactores, moléculas que ayudan a que la enzima realice su tarea en la reacción.

Presencia de inhibidores, que son moléculas que se pueden unir a ella bloqueando de manera competitiva (que“pelean” la unión de la enzima con el sustrato) y no competitiva (que suprimen la reacción independiente de cuantosustrato haya, también llamados inhibidores alostéricos).

En esta figura, el inhibidor 1inhibe de manera alostérica ono competitiva a la enzima, encambio el inhibidor 2 inhibe demanera competitiva (se unedirectamente al sitio activo).

Los problemas digestivos como la intolerancia a la lactosa se deben a ausencia de enzimas. En particular, la ausencia

de enzima lactasa provoca problemas para digerir la lactosa, disacarárido presente en la leche formado por galactosay glucosa. ¿Qué contendrán entonces los productos “sin lactosa”?

Ejercicios

Dé un ejemplo de reacción catabólica

Si se hidroliza la molécula de ATP, ¿De dónde proviene la energía liberada?

¿Cómo actúa un inhibidor alostérico?





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5.6.

Glicólisis

En el citoplasma de todas las células ocurre un proceso que busca obtener de la molécula de glucosa, la energínecesaria y las sustancias para impulsar una serie de reacciones energéticas, que en eucariontes implican a lamitocondrias. Sin embargo existen células que bajo condiciones específicas como ausencia de oxigeno o proliferación rápida (células tumorales y linfocitos) pueden utilizar solo la glicolisis como fuente de energía ya qules permite obtener energía de forma rápida.

Glucosa: Monosácarido de seis carbonos (hexosa), organizado químicamente presentaun grupo aldehído en el carbono 1 (aldosa).

La glucosa se obtiene a partir de diversos origenes. En animales la digestión permiteseparar distintos azúcares y polisacáridos en glucosas, mientras que los vegetalessintetizan glucosa a partir del CO2 y del agua a través de la fotosíntesis. Una vez que laglucosa entra a la célula es inmediatamente fosforilda por una enzima llamada hexoquinasa, transformándose englucosa 6-fosfato

La glicólisis es una reacción que ocurre en el citosol de la célula, y consiste a grandes rasgos en la división de laglucosa 6-fosfato en dos piruvatos (moléculas de 3 carbonos). Su importancia radica en dos aspectos:

Producción neta de 2 moléculas de ATP por glucosa reaccionada. Producción del sustrato inicial para los procesos que siguen en la respiración celular.

En estricto rigor, esta reacción necesita de 2 ATP para ocurrir, ytiene como producto 4 ATP (neto de 2 ATP), además de producirdos moléculas de NADH (a partir de NAD+), un nucleótidodonador de electrones que participa de las reacciones en lamitocondria.

¿Qué ocurre después de la glicólisis?

En una célula se tiene dos posibles vías tras terminada la glicólisis:

Fermentación (Láctica o Alcohólica): El piruvato pasa por un proceso específico donde puede producir ácidoláctico/lactato o alcohol etílico.

La fermentación láctica se produce cuando, tras la falta de sustratos para la respiración, el músculo fermenta laglucosa generando ácido láctico como producto final.

La fermentación alcohólica es empleada por las levaduras (hongos unicelulares) y otros microorganismos, los quefermentan glucosa produciendo etanol, el principal ingrediente de bebidas alcohólicas. Así productos como lcerveza, el vino y otros involucran al proceso de fermentación.

Acetilación: Proceso donde el Piruvato reacciona con una Coenzima A (CoA) para ingresar a la matriz de lamitocondria y participar del Ciclo del ácido Cítrico (o ciclo de Krebs).





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5.7.

Respiración celular

En células eucariontes la producción de ATP continúa con cuatro procesos individuales, y tiene una increíbleeficiencia, puesto que de cada molécula de glucosa que entra en glicolisis se puedan producir entre 36-38 moléculas del nucleótido energético.

Estos procesos son:

1.

Acetilación: Inmediatamente después de la glicolisis, el piruvato en contacto con la mitocondria ingresa a esta.

En el espacio intermembrana reacciona con la Coenzima A para formar Acetil-CoA (molécula de dos carbonos),liberando CO2.

2.

Ciclo del ácido cítrico (Krebs) o ciclo de los ácidos tricarboxílicos: El Acetil-CoA pasa a la matriz

mitocondrial y sufre diversas transformaciones que permiten tanto generar ATP como reducir donadores deelectrones como NADH y FADH2.





31

3.

Cadena transportadora de electrones: Los nucleótidos donadores de electrones los entregan a un grupo de proteínas del mitocondria, las que generan un gradiente de protones entre la matriz mitocondrial y el espacio

intermembrana. Los electrones son finalmente donados al oxígeno obtenido del ambiente, que reacciona conlos protones para formar agua.

4.

Fosforilación oxidativa: La gradiente de protones provoca que una gran proteína, la ATP-Sintasa, una fosfatoinorgánicos con ADP para formar ATP, de manera rápida y eficiente.





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5.8.

Fotosíntesis

Es un proceso propio de las células vegetales, parte del eslabón de productores delas cadenas tróficas (organismos autótrofos). A partir de agua y dióxido decarbono, estos seres vivos son capaces de sintetizar glucosa para susrequerimientos energéticos y estructurales. Posee la siguiente ecuación resumen:

6 CO2 + 6 H2O energía solar C6H12O6 +6 O2

Este ciclo de reacciones metabólicas se lleva a cabo en el cloroplasto, y se realizaen dos fases: dependiente e independiente de la luz.

Antiguamente a estas fases de la fotosíntesis se les denominaba fase lumínica yfase oscura. Esto cambió, puesto que daba a entender que una fase ocurría en eldía y otra en la noche, siendo que las dos son simultaneas en el día, siendo ladependiente de la luz la que durante la noche se ve atenuada.

5.8.1.

Reacciones dependientes de la luz

Se efectúa dentro de los tilacoides del cloroplasto. A grandes rasgos implica la participación de la luz solar, unacadena transportadora de electrones e involucra uno de los procesos fundamentales para el ecosistema: la fotólisidel agua.

La clorofila (pigmento de color verde) es la molécula a cargo de captar la luz solar para generar la circulación deelectrones. Al igual que en la mitocondria, se genera un gradiente de protones que permite sintetizar ATP, y sereducen moléculas donadoras de electrones como NADPH.

Estructura del cloroplasto: Lasreacciones dependientes de la luzocurren al interior de estas especiesde “monedas” llamadas tilacoides,apiladas una sobre otra en gruposdenominados “granas”. Elcloroplasto también posee unamatriz denominada estroma, y unadoble membrana





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Reacciones dependientes de la luz:El esquema siguiente ilustra como laluz solar estimula a la clorofila (en

verde), la que hace circular loselectrones por esta cadena detransporte. Los electrones provienendel agua, que por efecto de la luz sedivide en 2 protones y oxígenomolecular.

5.8.2.

Reacciones independientes de la luz

Se lleva a cabo en el estroma del cloroplasto. Consiste a grandes rasgos en la captación del CO2 ambiental (a travésde los estomas en las hojas) para producir glucosa en un ciclo de reacciones conocido como ciclo C3 (Calvin).

Las plantas de ambientes complejos, como el desierto, deben adaptarse para poder realizar sus procesos metabólicos.Es así como estas especies requieren de un mayor número de estomas para captar más dióxido de carbono, y unacutícula más gruesa (Capa exterior de la hoja) para evitar pérdida de agua por el calor.





35

5.8.3

Factores que afectan la tasa de Fotosíntesis

A. Intensidad Luminosa. La tasa fotosintética aumenta al aumentar la intensidad lumínica (hasta 600 Watts) sobreste valor, inicialmente se mantiene constante, y luego desci ende.(Gráfico 1).

B. Temperatura. El proceso es eficiente entre los 10 oC y 35 oC (Gráfico 2).

C. Concentración de CO2. Es el sustrato inorgánico más importante de la fotosíntesis, ya que es la fuente de carbon para la síntesis de moléculas orgánicas (Gráfico 3).

D. Agua. Esta materia prima es importante ya que no solo aporta electrones y protones sino también, porque participen todas las reacciones químicas de este proceso.

E. Sales minerales. Son necesarias para la síntesis de moléculas orgánicas como la clorofila y para algunos cofactoreenzimáticos.





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Ejercicios

¿Que células de nuestro cuerpo poseen un gran número de mitocondrias? ¿Como se relaciona esto consu función?

Los procesos de cicatrización de heridas son altamente dependientes del oxígeno, en este contexto ¿seríaútil desarrollar injertos de piel que realicen fotosíntesis? Averigua quien es Tomas Egaña y que es lo quehace.

El gameto masculino (espermatozoide) en su fase madura posee una vaina llena de mitocondrias, estoes fundamental para la reproducción porque: (recuerda que deben viajar por el tracto reproductivofemenino para encontrar al ovocito).

De acuerdo a tus conocimientos, ¿qué fase de la fotosíntesis se ve afectada en ausencia de agua y porqué? (explica brevemente, explicando que faltará en el proceso de reacciones).

Establezca las semejanzas y diferencias entre las estructuras de la mitocondria y el cloroplasto y los procesos que se llevan a cabo en ellas

¿





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6.

Núcleo celular

El núcleo celular constituye una de las ventajas evolutivas más importantes de la célula eucarionte. De hecho, sunombre lo indica pues EU significa “verdadero” y CARIO significa “núcleo”. Este brinda protección al materiagenético y es el lugar donde se sintetizan subunidades de ribosomas y ARN en todos sus tipos, siendo el lugar deinicio de todas las funciones metabólicas.

Ya hemos visto que la gran ventaja evolutiva de las células eucariontes es la presencia de un complejo sistema d

endomembranas, distribuyendo sus funciones a diversos organelos rodeados de una o dos bicapas lipídicas.

Dentro de los organelos con doble membrana se encuentra el núcleo. Es una estructura de gran tamaño, y durante linterfase del ciclo celular se dispone rodeando al material genético y a diversas estructuras funcionales.

6.1.

Estructura

Membrana nuclear (Carioteca): Es una doble bicapa lipídica, en la cual se disponen una serie de poros que permiten el paso de sustancias desde y hacia el citoplasma. En su exterior se encuentra adosados algunos ribosomay la cara externa se continúa con el Retículo Endoplásmico Rugoso (RER).

Poro nuclear: Es una estructura compleja que separa funcionalmente al citoplasma de la matriz nuclear. Ladireccionalidad del transporte es fijada por proteínas específicas, así se genera un transporte selectivo tanto pordifusión como de forma activa.

Matriz Nuclear (Cariolinfa): Es la parte líquida del interior del núcleo, contiene en solución minerales, proteínay ácidos nucleicos. En el interior del núcleo (nucleoplasma) es posible encontrar una serie de proteínas fibrilares quconforman la lámina nuclear.

Nucleolo: Complejo compactado de ADN que contiene los genes para la transcripción de ARNr (ribosomal). Seubica en un sitio específico del núcleo interfásico, y es aquí donde se fabrican las subunidades ribosomales.

Porosnucleares

Membrana externa

Membrana interna

Nucleolo

Cromatina





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6.2.

Disposición del material genético en el núcleo

Dentro del núcleo, el ADN no se encuentra libre, sino que se encuentra conformando diversas estructurasdependiendo la fase del ciclo celular en que se encuentre la célula. Existen una gran cantidad de regiones del ADNque no codifican para proteínas (no se expresan), en el genoma humano se estima que sólo se utiliza en transcripción(síntesis de ARNm para producir proteínas) sólo un 1,5% del material total.

El ADN se dispone en primera instancia, compactado en fibras de cromatina, las cuales son formadas por pequeñas

unidades denominadas nucleosomas. Estas estructuras están formadas por la cadena lineal de ADN unida a unoctámero de proteínas llamadas histonas, las encargadas de proceso de condensación, donde el ADN llega en unaetapa final a ser 10.000 veces más corto.

Los nucleosomas se comienzan a compactar para formar fibras cada vez más gruesas de cromatina. En primerainstancia se disponen como “collares de perlas” para luego terminar compactada, en metafase, como cromosomas.

Ejercicios

Porque solo un 1,5% del ADN de origen a ARNm, ¿para que sirve el resto?.

¿Presenta el núcleo cromosomas en su interior durante todo el ciclo celular? Justifique

¿Por qué la presencia de una membrana nuclear representa una ventaja evolutiva?





39

Cuadro sinóptico: Tipos celulares

EUCARIONTEANIMALPROCARIONTE

EUCARIONTEVEGETAL

Hebra simple, circular

- Asociado a proteínas

- Organizado en cromatina- Asociado a proteínas

- Organizado en cromatina

70 S 80 S 80 S

Dictiosoma

ADN

Carioteca

Ribosomas

RER

REL

Ap. Golgi

Vacuola

Mitocondria

Cloroplasto

Centriolo

Pared

Membranaplasmática





40

Ejercicios PSU

1.

El catión sodio (Na+) tiene como función:

A)

Formar parte de los huesos.B)

Participar en la contracción muscular.C)

Participar en la síntesis de hormonas.

D)

Participar en la conducción del impulso nervioso.E)

Formar parte de los fotosistemas.

2.

¿Cuál de estas sales minerales participa en el intercambio gaseoso?

A)

FeB)

CaC)

MgD)

ClE)

K

3.

¿Cuál de estas aseveraciones es FALSA con respecto al agua?

A)

La densidad de hielo es menor a la densidad del agua líquida.B)

Está formada por 2 átomos de oxígeno y 1 átomo de hidrógenoC)

Posee un alto calor específico.D)

Posee una alta tensión superficial.E)

Es indispensable para los seres vivos.

4.

¿Qué significa que el agua tenga un alto calor específico?

I. Que posee interacciones moleculares que le permiten estabilizar la capa superficial del agua.II. Que puede absorber grandes cantidades de calor sin variar mayormente su temperaturaIII. Puede amortiguar bruscas variaciones de temperatura.

A)

IB)

IIC)

IIID)

I, IIE)

II, III

5.

¿Cuál de estos cationes participa durante el impulso nervioso?

A)

PotasioB)

HierroC)

CalcioD)

Cloro.E)

Manganeso





41

6.

¿Cuál de estos alimentos recomendarías a un atleta antes de una maratón?

A)

Barrita proteíca.B)

Pasta, rica en carbohidratos.C)

Carne, para acumular proteínas.D)

Leche entera, para tener reservas de lípidos y proteínas. Trozo de carne de cerdo, rica en lípidos.E)

Todas las anteriores

7.

¿Cuál de estas biomoléculas NO forma parte de la membrana plasmática?

A)

LípidosB)

Hidratos de carbono.C)

Ácidos nucleicos.D)

ProteínasE)

B y C

8.

Respecto al metabolismo celular es correcto afirmar que:

I.

Se rige por las leyes de la termodinámica.II.

Utiliza como molécula energética principal la glucosa.III.

Implica una gran variedad de reacciones químicas.

A)

Sólo I.B)

Sólo II.C)

I, II y III.D)

I y III.E)

Sólo III.

9.

Un ejemplo de reacción catabólica es:

A)

La ruptura de una molécula de glucosa en dos piruvatos.B)

La síntesis de insulina en células del páncreas.C)

La formación de ATP tras la fosforilación oxidativa en la mitocondria.D)

La unión los nucleótidos para formar una cadena de ARN.E)

b y c son correctas.

10.

Tenemos dos inhibidores para una enzima A, que puede reaccionar con un sustrato S. En presencia deinhibidor 1, al aumentar la concentración de sustrato, la actividad de la enzima aumenta, en cambio en presencia del inhibidor 2 la actividad de la enzima no aumenta con la concentración de sustrato; esto acondiciones equivalentes de presión, temperatura y concentración de enzima. Podemos concluir sobre est

situación que:

A)

Ambos inhibidores poseen composición molecular distinta y 1 posee mejor capacidad inhibidora que 2.B)

1 es un inhibidor competitivo, en cambio 2 es un inhibidor no competitivo.C)

El inhibidor 1 no posee efecto alguno sobre la enzima, en cambio 2 es un inhibidor no competitivo.D)

1 es un inhibidor no competitivo, en cambio 2 es un inhibidor competitivo.E)

No podemos concluir nada al respecto.





42

11.

En una cadena trófica, la energía captada por los organismos autótrofos (grupo productor) no es equivalentea la energía del grupo de consumidores primarios, secundarios y terciarios. ¿A qué se debe este hecho?.

I.

A que parte de la energía en los procesos biológicos se pierde en forma de calor.II.

A que los procesos no pueden ser en 100% eficientes y utilizar toda la energía.III.

A que en los sistemas biológicos rige la segunda Ley de la Termodinámica.

A)

Sólo I.

B)

I, II y III.C)

Sólo II y III.D)

I y II.E)

Ninguna de las anteriores.

12.

El ATP es la principal molécula de energía en las células. De las siguientes afirmaciones, es (son)incorrecta(s):

I.

Es un nucleótido formado por una base nitrogenada, tres grupos fosfato y una azúcar desoxirribosa.II.

Si se hidroliza, la energía liberada proviene del enlace Adenina-Ribosa que es da alta energía.III.

Al liberar la energía, se hidroliza obteniendo una molécula de ADP y un fosfato inorgánico libre

(Pi).

A)

I, II y III.B)

Sólo I.C)

I y III.D)

I y IIE)

Sólo III

13.

La glicólisis es una reacción fundamental en el metabolismo celular. En ella ocurren se obtienen unadiversidad de productos, excepto:

I.

ATP.II.

Piruvato.III.

CO2 IV.

O2

A)

I y III.B)

Sólo II.C)

I, III y IV.D)

III y V.E)

I, II, III y IV.

14.

El gradiente de protones generado en la mitocondria permite, principalmente:

A)

Sintetizar dióxido de carbono como desecho de la respiración.B)

Activar la maquinaria de la ATP-sintasa para producir ATP.C)

Agregar electrones al ADP para que se una al fosfato inorgánico.D)

Modificar el potencial de la membrana interna.E)

Activar la cadena transportadora de electrones.





43

15.

De las reacciones dependientes de la luz es correcto afirmar que:

I.

Dependen directamente de la cantidad de luz que reciba la planta.II.

Ocurre la fotólisis del agua, liberando oxígeno a la atmósfera.III.

Genera moléculas energéticas como el ATP.

A)

Sólo I.B)

Sólo II.

C)

I y IID)

I y IIIE)

I, II y III.

16.

Los siguientes procesos metabólicos ocurren en las células vegetales, excepto:

I.

Glicólisis.II.

Fosforilación Oxidativa.III.

Fotosíntesis.

A)

Sólo III.

B)

II y III.C)

I y III.D)

I, II y III.E)


17.

De las siguientes relaciones estructura – proceso es (son) correctas:

A)

Tilacoide – Fotólisis del agua.B)

Citosol – Ciclo de Krebs.C)

Estroma – Ciclo de Calvin.D)

A y C son correctas

E)

A y B son correctas.

18.

De todas las estructuras, se encuentras presentes y/o se forman en el núcleo eucarionte:

I.

Ribosomas del Retículo Rugoso.II.

Ribosomas Mitocondriales.III.

Lisosomas.IV.

Cromatina.

A)

Sólo I.B)

I y II.

C)

I y III.D)

I y IV.E)

I, II, III y IV.





44

19.

Respecto al núcleo celular, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta?

A)

Posee una doble membrana con poros para el transporte de sustancias.B)

Presenta ADN condensado.C)

Posee un sistema de transporte selectivo de sustancias.D)

Presenta cromosomas en su interior durante todo el ciclo celular.E)

Dentro de su matriz presenta un esqueleto proteico denominado lámina nuclear.

20.

De acuerdo a la disposición del ADN en la célula eucarionte, es correcto señalar que:

I.

Se dispone de forma lineal.II.

Sólo un bajo porcentaje de éste codifica para proteínas.III.

Se encuentra enrollado en un octámero de proteínas llamadas histonas.IV.

Forma estructura circular cerrada.

A)

Sólo II.B)

I y II.C)

I, II y III.D)

II y IV.

E)

I y III.

21.

Un científico desea aislar el ADN de una célula muscular para estudiar sus genes codificantes. Para accederdirectamente debe agregar un químico que remueva los moléculas que rodean al ácido nucleico. Estequímico debería ser:

A)

Una enzima que rompa fosfolípidos para liberar al ADN de la membrana nuclear.B)

Un químico que remueva las enzimas que rodean al ADN.C)

Una proteasa que elimine las histonas presentes en la cromatina.D)

Un químico que desenrolle el ADN pues se encuentra enrollado en si mismo.E)


22.

Un pediatra desea investigar la condición de un recién nacido que presenta síntomas clarificadores deSíndrome de Down. Para ello debe realizar un examen de cariotipo, por lo que las células investigadasdeberán:

A)

Encontrarse en interfase, para realizar un conteo preciso de la cantidad de ADN.B)

Someterse a un proceso de decodificación del ADN para obtener los genes defectuosos.C)

Eliminar las histonas que rodean al material genético.D)

Aislar los cromosomas en cualquier fase del ciclo celular.E)

Encontrarse en metafase de mitosis y aislar sus cromosomas.





45

23.

La presencia de una membrana nuclear representa una ventaja evolutiva puesto que:

I.

El ATP es producido por enzimas nucleares.II.

Protege al material genético disminuyendo el riesgo de mutaciones.III.

Protege a los ribosomas haciendo más eficiente la síntesis de proteínas.

A)

Sólo I.B)

II y III.

C)

Sólo II.D)

Sólo III.E)

I, II y III.

24.

¿A qué nivel de organización de la materia aparece la vida?

A)

Organelo.B)

Célula.C)

Tejido.D)

Órgano.E)

Organismo.

25.

¿Cuál de estos niveles de la materia incluye a los otros cuatro?

A)

Átomo.B)

Célula.C)

Organelo.D)

Macromolécula.E)

Molécula.

26.

¿Cuál de estas células puede considerarse que tiene un núcleo definido?

I.

Célula procarionte.II.

Célula bacteria.III.

Célula eucarionte.IV.

Célula hongo.

A)

I.B)

III.C)

I, II.D)

II, IV.E)

II, III, IV.

27.

Se dice que la célula es la unidad estructural de la vida. Esto se refiere a:

A)

La célula contiene todo el material genético que determinan la estructura de la vida.B)

Una célula proviene de una ya preexistente que determina su estructura.C)

Todos los seres vivos están hechos de células.D)

En la célula ocurren todos los procesos biológicos que forman la estructura celular.E)

Todas las aseveraciones anteriores son correctas.





46

28.

Dentro del reino Monera encontramos:

I.

Virus.II.

Bacterias.III.

HongosIV.

Células procariontes.

A)

I, II.

B)

I, II, II.C)

II, III.D)

II, IV.E)

I, II, IV.

29.

Las células autotróficas se caracterizan por:

A)

Realizar fotosíntesis.B)

Poseer un núcleo definido.C)

Poseer mesosomas.D)

Poseer cloroplastos.

E)

Todas las anteriores.

30.

¿Cuál de estos postulados de la teoría celular NO es correcto?

A)

Todos los seres vivos están formados de células.B)

Todas las funciones de fisiológicas de los seres vivos son explicadas por el funcionamiento de cada una decélulas por separado.

C)

Toda célula se origina de otra preexistente.D)

La célula contiene la mitad del material genético que puede ser transmitido a la descendencia.E)

b y c.

31.

¿Cuál de las alternativas tiene el orden correcto ascendente los siguientes niveles de organización biológica?

A)

Tejido Célula Organo Sistema.B)

Célula Tejido Sistema Órgano.C)

Organismo ÓrganoTejido Célula.D)

Átomo Macromolécula Organelo Tejido.E)

Molécula Átomo Organelo Célula.





47

Capítulo 2: Ciclo celular y organismos

Las células poseen un ciclo vital en el que se reproducen generando nuevos seres vivos, lo que resulta fundamentaen la naturaleza. La división celular es la base de la proliferación de colonias bacterias, el crecimiento de tejidos dorganismos y la reproducción sexual, entre otros procesos fundamentales para la vida.

1.

Reproducción celular

Las células pueden reproducirse generando nuevas células. Las etapas de este proceso son: (1) crecimiento celular(2) duplicación del material genético, (3) separación del material genético, en dos copias y finalmente (4) divisióndel citoplasma. Estos procesos son parte de los ciclos de células procariontes o eucariontes.

Los tipos de reproducción asociados son dos: asexual y sexual.

1.2.

Reproducción asexual

Procariontes

Las células procariontes se dividen por fisión binaria, donde el ADN, que está unido en un punto a la membrana

plasmática, se divide en dos copias idénticas, para que luego la pared celular (formada por peptidoglicano) generun tabique transversal que divida el citoplasma. Este tipo de división permitirá generar colonias de procarionteclones.

Eucariontes

Los organismos unicelulares eucariontes se reproducen de forma asexual generando clones unas de otras, en est proceso el núcleo se divide en dos en un proceso denominado mitosis.

ADN

Replicación del ADN





48

1.3.

Reproducción sexual

Los organismos eucariontes se reproducen de manera sexual por medio de un proceso denominado meiosis, el cualimplica la combinación de material genético de dos individuos diferentes, generando un nuevo individuo concaracterísticas distintas a los progenitores.

Algunos microorganismos realizan un tipo especial de reproducción sexual llamado conjugación, en el cual hayintercambio de material genético entre ellos, por lo que las células resultantes son distintas a las que les dieron

origen.

Conjugación:

Meiosis:

Comparación entre fisión binaria, mitosis y meiosis.

PeriodoS

Meiosis I Meiosis II





49

2.

Ciclo celular: interfase y división

Toda célula posee un ciclo de vida denominado ciclo celular. El hecho de que una célula inicie o no un proceso ddivisión está regulado por un gran número de genes componentes del ADN. Cada célula eucarionte debe pasar pocada una de las etapas de este ciclo para poder dividirse.

Las dos grandes etapas del ciclo son la interfase y la mitosis.

2.1. Interfase

Es fundamental para el ciclo celular pues en ella ocurre el desarrollo y crecimiento de la célula, así como el desarrollo

de una completa actividad metabólica. Esta consta de tres subdivisiones, dentro de las cuales debemos reconocequé ocurre y el estado del ADN y núcleo celular:

2.1.1.

Fase G1

Primera fase del ciclo, a la cual ingresa la célula después de su última división. En esta fase se desarrolla la mayor parte de la actividad metabólica, transcribiendo genes de acuerdo a sus requerimientos y multiplicando sus organeloslo que implica un crecimiento celular. En esta etapa el núcleo se encuentra constituido y el material genético enforma de cromatina, por lo que no se aprecian cromosomas. Durante G1 hay un punto de control, ya que, si eambiente es favorable y la célula no posee una diferenciación tal que impida su división esta prosigue con el ciclo.

Las células extremadamente diferenciadas como las neuronas se encuentra en un estado denominado Fase G0, polo que no entran en división aunque el ambiente sea favorable.





50

2.1.2.

Fase S

En esta etapa ocurre la replicación del ADN, la cual es fundamental para que la división se realice efectivamente.Es importante definir los siguientes conceptos:

Cantidad de ADN (c): Corresponde a la cantidad de copias totales del genoma que posee una célula. La célulaeucarionte en G1 posee dos copias del genoma, una proveniente de cada progenitor. Para el final de la fase S la

célula constará con cuatro copias del genoma.

Cantidad de Cromosomas (n): Corresponde a la cantidad de cromosomas que dispondrán durante la división.Cada célula en Metafase Mitótica (o Metafase I de Meiosis) poseerá en el ecuador de la célula 2n cromosomas, loque la define como una célula diploide. La cantidad de ADN definirá el número de cromátidas que contiene cadauno.

Estructura de un cromosoma. Cuando el ADN se replica esto implica que el cromosomaestará formado por dos cromátidas (metafásico) en vez de una cromátida (anafásico).

2.1.3. Fase G2

En esta fase que precede a la división. En ella se encuentra el último punto de control para que la célula continúe suciclo. En la célula animal los centriolos se disponen y duplican para iniciar la división. Si el ADN está replicadocorrectamente se inicia la siguiente fase.

Previo a esta fase también puede generarse un estado de latencia/diferenciación denominado R 2. La diferencia conG0 es que éste es irreversible, por lo que la célula no se volverá a dividir.

2.1.4.

Fase M

En esta fase ocurre la división propiamente tal (mitosis o meiosis), la cual termina con su(s) respetiva(s) citocinesiso división del citoplasma. Es importante recalcar que en esta fase no hay actividad metabólica puesto que lamaquinaria celular está comprometida con la división.





51

Cuadro sinóptico: Ciclo celular

Punto decontrol

G2: La célula se prepara parala mitosis.

Dotación genética: 2n 4c

G1: La célula comienza suciclo, duplica su tamaño.


S: La célula replica su ADN, porlo que su dotación genéticacomienza con 2n 2c y finaliza

con 2n 4c.

G0: La célula se especializa y sededica a cumplir sufunciones. Ésta puede volveal ciclo (G0 reversible) oespecializarse tanto que

pierde la capacidad de volver aeste (G0 irreversible).


División

celular

Mitosis

Profase

Metafase

Anafase

Telofase

Divisióncitoplasmática

Punto decontrol





52

3. Mitosis

Corresponde a la división del núcleo celular en dos núcleos iguales (clones). Se subdivide en cuatro etapas.

3.1.

Profase (2n - 4c)

Es la de mayor duración y en la cual ocurren una serie de sucesos que involucran al núcleo, al ADN y al sistema demicrotúbulos de la célula.

a.

El núcleo celular se fragmenta y desaparecen los nucléolos para exponer el ADN en el citoplasma.

b.

El ADN se condensa a más de 10.000 veces su longitud inicial para formar los cromosomas, que en esta etapaserán de dos cromátidas y en cantidad de 2n.

c.

Los microtúbulos de la célula se disponen organizados por el centrosoma para formar el huso mitótico (oacromático bipolar). En la célula animal este centrosoma está compuesto por dos centriolos, que se disponenen los focos de los ásteres, en cambio en la célula vegetal el huso es anastral por la ausencia de centriolos.

Profase temprana y tardía de la mitosis.

En esta imagen:

1 = Cromosoma2 = Centriolos duplicados3 = Núcleo celular fragmentado4 = Ásteres5 = Centrómero unido al huso mitótico6 = Huso mitótico constituido.

3.2.

Metafase (2n – 4c)

Los cromosomas ya anclados por sus respectivos centrómeros a través del cinetocoro al huso mitótico, se alinean enel ecuador (placa metafásica) de la célula. Entre esta y la siguiente fase se produce el último control para completarla división, que consiste en una correcta disposición de los cromosomas en el huso acromático.

Célula en Metafase.

En esta etapa es donde mejor podemos apreciar la forma y disposición de loscromosomas

1

2

3

4

5

6

Profasetemprana

Profase

tardía

1Este material fue descargado para uso exclusivo de JosŽ Bustamante,




53

3.3.

Anafase (2n – 2c por lado)

Ubicados los cromosomas correctamente en el huso acromático, los cinetocoros son separados por esta estructuramicrotubular, ubicándose cada cromátida a cada lado de la célula (2n – 2c; en cada lado). En esta fase el ADN y lacantidad de cromosomas se divide, generando 2n cromátidas con un cantidad de ADN por lado de 2C.

3.4. Telofase (2n – 2c por núcleo)

Los cromosomas de cada polo son rodeados por una serie de fragmentos membranosos de retículo endoplásmico para constituir dos nuevos núcleos iguales, los cuales tendrán en su interior al ADN que comienza a descondensarsformando cromatina. Con esta etapa concluye la mitosis propiamente tal.

Telofase

Posteriormente los centriolos y el huso mitótico habrán desaparecidocompletamente contando con una célula binucleada, proceso al que puede seguir una división del citoplasma.

4.

Citodiéresis (Citoquinesis)

La división del citoplasma está en muchos casos superpuesta al término de la división (anafase – telofase). La formen que ocurre difiere según el tipo celular:

Célula animal: A nivel del ecuador del huso mitótico, un anillo proteíco de actina-miosina se dispone par

estrangular la célula, separando la respectiva membrana.

Célula vegetal: Pequeñas vesículas provenientes de los dictiosomas, que contienen sustancias pécticas paraformar pared célular se dirigen hacia el centro (lamina media) constituyendo una estructura denominadafragmoplasto, a partir de la cual se forma una placa de pared de celulosa que separará ambos núcleos en surespectivos citoplasmas.

Anafase temprana Anafase tardía

1

2





54

Ejercicios

¿De donde obtienen energía las células cuando se dividen? En las mujeres cuyos cromosomassexuales son XX, ¿Cuál de ellos expresa los genes que posee? ¿Ambos, uno solo?

Nombre las principales diferencias de la división celular de una célula vegetal y animal.

Señale las condiciones necesarias para que una célula se divida ¿Por qué hay células que no sedividen?





55

5.

Ciclo celular: meiosis

La aparición de la meiosis en términos evolutivos implica el inicio de la reproducción sexual. El envejecimiento yla muerte de organismos aparece con los pluricelulares, y la forma de perpetuar la especie es dada por los gametoscélulas haploides generadas por meiosis.

La meiosis es una forma particular de división celular donde el resultado son 4 células haploides (con “n”

cromosomas y “c” de ADN). Consta de dos divisiones nucleares sucesivas designadas convencionalmente como

Meiosis I (Reduccional) y Meiosis II (Ecuacional). Las células de un organismo que experimentan meiosicorresponden a células de línea germinal, alojadas en el tejido de las gónadas.

5.1.

Primera división meiótica (Meiosis I o Reduccional)

Se le denomina reduccional debido a que al final de ella nos encontramos con dos núcleos con la mitad decromosomas (n) pero con dos copias del material genético cada uno (2c). Consta tal como la meiosis de cuatro etapay es seguida por su respectiva citocinesis.

5.1.1.

Profase I (2n – 4c)

Es la etapa de mayor duración de la meiosis y se subdivide a su vez en cinco sub-etapas:

a.

Leptoteno: Comienzo de la condensación de cromosomas.

b.

Zigoteno: Los cromosomas homólogos se acercan para aparearse, lo que se conoce como sinapsisformando tétradas (o bivalentes cromosómicos) unidos por una estructura proteica denominada complejsinaptonémico.

MEIOSIS





56

c.

Paquiteno: Se produce el entrecruzamiento (crossing-over) entre las cromátidas delos cromosomas homólogos, donde intercambian material genético (primer factor devariabilidad genética de la meiosis).

Esquema de sinapsis y crossing-over .

Se observa a la izquierda la imagen obtenida por microscopía y el esquema respectivo,donde se observa el fenómeno de recombinación y los quiasmas

d.

Diploteno: Continua la condensación de cromosomas hasta que se observan dos cromátidas por cada uno,el remanente de los lugares (nódulos) de recombinación (crossing-over ) se denomina quiasma ycorresponde al lugar por donde permanecen unidas las tétradas.

e.

Diacinesis: Se termina la profase respectiva con la desparición de la membrana nuclear, desaparición delnucleolo y formación del huso meiótico o cromático.

5.1.2.

Metafase I (2n – 4c)

En esta etapa, las tétradas se sitúan en el plano ecuatorial y los centrómeros se unen a los filamentos del huso. Enesta fase la ubicación de las cromátidas hermanas es azarosa, lo que se conoce como permutación cromosómica(segundo factor de variabilidad genética). Así, para una célula de 2n = 8 habrán 24 = 16 posibles combinaciones de posición para la permutación, (en general para 2n las posibilidades son 2n).

Factores de variabilidad en unameiosis.

A la izquierda se ilustra lacantidad de combinaciones posibles para una célula de2n = 6.





57

5.1.3.

Anafase I (n – 2c por lado)

Los quiasmas se separan uniformemente llevando a los cromosomas homólogos uno a cada polo celular.

Telofase I (n – 2c por núcleo)

Desaparece el huso cromático, surgen dos membranas nucleas en cada polo celular para formar cada agrupaciónhaploide de cromosomas. Finalmente ocurre citocinesis y puede ocurrir una intercinesis (o pequeña intersfase sinreplicación de ADN) o puede que las células pasen rápidamente a metafase II.

5.2.

Segunda división meiótica (Meiosis II o Ecuacional)

Corresponde a un proceso equivalente a una mitosis para cada una de las células haploides con doble copia delmaterial genético. Así en profase II (n – 2c) se disponen los cromosomas y desaparece la estructura nuclear, enmetafase II (n – 2c) los cromosomas se sitúan en el ecuador de la célula, en anafase II (n – c por cada lado) sseparan las cromátidas hermanas y en telofase II se forman cuatro núcleos haploides (n- c). Finalmente con lacitodieresis se obtienen cuatro células haploides con una única copia del material genético.

5.3.

Implicancias biológicas de la meiosis

Si bien la meiosis presenta mecanismos similares a la mitosis, el ciclo continúa de forma diferente puesto que losgametos haploides generados no vuelven a dividirse, sino que deben pasar por un proceso de fecundación (unióncon otro gameto del sexo opuesto) para continuar el ciclo celular.

Variabilidad genética

Ambos factores de variabilidad (entrecruzamiento y permutación) entregan una combinación única de alelos paracada gen (pool génico) a los gametos haploides.

Combinación de genes

Permite la combinación de distintos pool génicos generando individuos únicos. En muchas especies la combinaciónde gametos a su vez determina el sexo del nuevo organismo.





58

Alteraciones cromosómicas

Durante el desarrollo de la meiosis existen una serie de posibles errores que generan alteraciones específicas. Estasse pueden clasificar como:

1)

Aneuploidías

Son cambios en el número de cromosomas, que pueden dar lugar a enfermedadesgenéticas. Se puede observar frecuentemente en células cancerosas. Las causas quedan lugar a la aneuploidía son:

-Un retraso en la meiosis de un cromosoma, que conlleva una pérdida de dichocromosoma en la anafase. En este caso podemos tener en la meiosis, machos congametos XX o gametos sin cromosomas (OO).

-Una no disyunción meiótica, en la primera o segunda división meiótica. En este otrocaso, podemos tener trisomías del cromosoma X (XXX) o monosomías del cromosomaX (OX).

En el hombre los tipos de aneuploidias son:

-Nulisomia, en la que faltan un par de cromosomas homólogos.

-Monosomía en la que falta un cromosoma, como en el Síndrome deTurner caracterizado por estatura baja en las mujeres, retardo mental, en lapubertad no menstrúan, esentan cuerpos de Barr ya que solo presentan uncromosoma X activado.

-Disomía, es la presencia de un par de cromosomas, que en el caso de los humanos

es lo no rmal (poliploidia) pero para organismos haploides es una aneuploidia.Como el síndrome de Prader-Willi y el de Angelman

-Trisomía las más frecuentes en los seres humanos son:Síndrome de Klinefelter (XXY), que produce individuos altos, con físicoligeramente feminizado, cociente intelectual algo reducido, disposición femenina delvello del pubis, atrofia testicular y desarrollo mamario. Tenemos una mezcla deambos sexos (individuos ginandromorfos).

Síndrome de Down, que es la aneuploidía más viable, con un 0,15% de individuosen la población. Es una trisomía del cromosoma 21 (aunque puede producirse por

translocación), que incluye retraso mental, cara ancha y achatada, estaturapequeña, ojos con pliegue epicántico y lengua grande y arrugadaSíndrome de Edwards, que es una trisomía del cromosoma 18.Síndrome de Patau, que es una trisomía del cromosoma 13.Trisomía 9, que es una trisomía del cromosoma 9.Síndrome de Warkany, que es una trisomía del cromosoma 8.Trisomía del 16, que es la trisomía más frecuente, ya que se da en el 1% de lasmujeres embarazadas, pero totalmente inviable, dando lugar a un abortoalrededordel tercer mes.Síndrome del triple X, que presenta tres cromosomas X.





59

Síndrome del XYY.-Tetrasomía, se producen por la presencia de 4 copias de un cromosoma. Como elsíndrome XXXX o Tetrasomía X, que ocurre cuando los cromosomas homólogos X nose separan en la formación del óvulo o el esperma.-Pentasomía, se producen por la presencia de 5 copia de un cromosoma. Como elsíndrome XXXXX o Pentasomía X. Ocurren solo en mujeres al igual que lasanteriores.

(En las próximas publicaciones se trataran de una forma más detallada

2)

Poliploidías

Es la existencia de más de una copia cromosómicaen el gameto haploide que puede generar laexistencia de un cigoto con más de dos copias deADN (3n = triploide, 4n = tetraploide). Enorganismos vegetales la poliploidía es bastantecomún, pero en animales son por lo generalinviables.

Ejercicios

Compare las etapas reduccional y ecuacional de la meiosis.

Cariotipo humano no viable triploide (tríos cromosómicos).





60

Cuadro sinóptico: Mitosis y meiosis

Elabore una tabla que permita comparar mitosis y meiosis. Recuerde que toda tabla o matriz está formada por columnas y filas. Incorpore aspectos como: tipo celular inicial; órgano de ocurrencia en mamíferosy en plantas con flores; número de juegos de cromosomas (ploidía) inicial y final; número de etapas;duración; relaciones entre cromosomas homólogos.

En la meiosis, ¿Cómo se forma la estructura llamada tétrada?





61

MITOSIS MEIOSIS

- Desaparece la carioteca- Se condensa la cromatina- Los centriolos migran hacia los polosformando el huso mitótico

- Leptoteno- Zigoteno- Paquiteno Entrecruzamiento- Diploteno- Diacinesis

Profase

- Los cromosomas se alinean en elecuador del huso mitótico

- Los cromosomas homólogos sealinean en pareja en el husoMetafase

- Los cromosomas se dividen en dos,cada cromátida migra a un poloopuesto

- Los cromosomas homólogos seseparan, cada uno migra a polosopuestos

Anafase

- Cada juego de cromátidas es

envuelta por una carioteca.

- Cada juego cromosómico es envuelto

por una cariotecaTelofase

- Se separa el citoplasma, dandoorigen a dos nuevas células.- Dotación genética: 2n 2c

- Se separa el citoplasma, dandoorigen a dos nuevas células.- Dotación genética: n 2c

Citodiéresis

- Desaparece la carioteca- Se condensa la cromatina- Los centriolos migran hacia los polosformando el huso

Profase

- Los cromosomas se alinean en elecuador del huso mitóticoMetafase

- Los cromosomas se dividen en dos,cada cromátida migra a un poloopuesto

Anafase

- Cada juego de cromátidas esenvuelta por una carioteca.Telofase

- Se separa el citoplasma, dandoorigen a dos nuevas células.- Dotación genética: n c

Citodiéresis





62

6.

Las células en los organismos pluricelulares

En los organismos pluricelulares las células se asocian formando tejidos. El hecho de cómo este millón de millonesde células se organiza se debe a su posibilidad de diferenciación y la posibilidad de comunicación entre tiposcelulares.

El principio fundamental de un organismo pluricelular pueda sobrevivir es que todas las células que lo componendeben cooperar. Para ello el organismo constituye una comunidad de células con el mismo material genético pero

que expresan distintas características, lo que se denomina diferenciación celular.

Estas células se comunican por una serie de métodos que revisaremos en la sección de comunicación celular, y serelacionan de manera conjunta formando tejidos.

Una evidencia de comunicación es por ejemplo cuando se observa un plato de comida y de inmediato se activan lasglándulas salivales, lo que evidencia la conexión que existe entre ojos y glándulas salivales.

6.1.

Comunicación celular

Básicamente se reconocen tres tipos de comunicación celular:

1)

Yuxtacrina: Contacto entre las proteínas superficiales de las células, contacto directo.

2)

Uniones comunicantes (gap junctions): Permiten el paso de sustancias pequeñas entre un citoplasma y otro.

3)

Comunicación a través de mensajeros químicos: La célula secreta determinadas sustancia que pueden viajarde forma endocrina (vía sanguínea), paracrina (proximidad) o sináptica/nerviosa (neurotransmisores).

Dentro de ellos el más relevantes es el por mensajeros químicos. Lo que tienen en común las tres vías decomunicación por mensajeros es:

Exocitosis de una sustanciamensajera (ligando) que puedeser una hormona u otra moléculade señalización.

Captación de esta señal medianteproteínas receptoras, los cuales prosiguen varios métodos para la procesar esta señal y sonespecíficos para cada ligando. Deestos existen algunos que soncanales iónicos, otros que actúan

acoplados a enzimas y otros quegeneran una cadena dereacciones para ejercer el efecto.





63

Ejercicios PSU

1.

Respecto de una célula en G1 es correcto afirmar que:

I.

Presenta cromosomas en el núcleo celular.II.

Presenta dos copias de su genoma.III.

Su metabolismo está restringido por la actividad de división.

A)

Sólo I.B)

Sólo II.

C)

I y II.D)

I y III.E)

II y III.

2.

Un científico trabaja con la especie Drosophila Melanogaster (Mosca de la fruta), insecto con un númerode cromosomas en diploidía 2n = 4. Para reconocer si las células de un cigoto de este insecto están en telofastardía, debería observar al microscopio:

¿Qué necesidades exige la pluricelularidad? Argumente y ejemplifique.

¿Dos células que se comunican vía sanguínea experimentan comunicación paracrina? Justifique.

¿Todos los tejidos presentan una importante cantidad de matriz extracelular? Justifique.

Realice un esquema resumen de comunicación celular e investigue sobre algunos ejemplos.





64

A)

4 cromosomas en el ecuador de la célula.B)

8 cromosomas en el citoplasma celular.C)

2 núcleos con cromatina.D)

2 núcleos de 4 cromosomas cada uno.E)

2 núcleos de 2 cromosomas cada uno.

3.

Cuál de las siguientes células se encuentra en G0 irreversible

I.

NeuronaII.

LinfocitoIII.

Eritrocito

A)

Sólo IB)

Sólo IIC)

Sólo IIID)

Sólo I y IIIE)

I, II y III

4.

Al comparar mitosis con meiosis, existe similitud en

A)

El tipo de célula que la experimentaB)

Formación del husoC)

Número de células resultantesD)

Cantidad de ADN resultanteE)

Tiempo de duración de la profase

5.

Un científico gráfica la cantidad por célula de ADN durante el tiempo para mostrar los efectos de un potenteantibiótico que ataca a la bacteria Staphylococcus Aureus. Los gráficos son los siguientes:

Gráfico: Cantidad de ADN en un experimento con Staphylococcus Aureus y antibiótico A.

De acuerdo a estos gráficos es posible afirmar que el antibiótico A:

A)

Inhibe la replicación del ADN.B)

Inhibe la duplicación de los centriolos.C)

Inhibe directamente la división tras la etapa G2. D)

Inhibe la citodiéresis.E)

Inhibe la condensación del ADN.Este material fue descargado para uso exclusivo de JosŽ Bustamante,[email protected]. Se prohibe su reproducci—n. Si quieres acceder gratuitamente




65

6.

La citodiéresis en células vegetales se lleva a cabo por

A)

DictiosomaB)

CentríolosC)

MicrotúbulosD)

Vacuola

E)

Pared celular

7.

Cuál de los siguientes seres vivos no realiza mitosis

A)

ProtozooB)

LevaduraC)

AlgaD)

BacteriaE)

Helecho

8.

Un descontrol en el ciclo celular puede causarA)

CáncerB)

AnemiaC)

Células polinucleadasD)

Infarto cardiacoE)


9.

Se tiene la siguiente fotografía de microscopio:

Fotografía: Célula Vegetal al Microscopio.

Es posible afirmar que la célula de la imagen se encuentra en:

A)

Anafase.B)

Telofase.C)

G0 D)

G1. E)

Metafase.Este material fue descargado para uso exclusivo de JosŽ Bustamante,[email protected]. Se prohibe su reproducci—n. Si quieres acceder gratuitamente




66

10.

Se dividirá una célula si:

I.

Su ADN se ha replicado.II.

El ambiente es favorable.III.

El ADN está condensado y unido al huso mitótico.

IV.

El citoplasma puede dividirse.

A)

Sólo I.B)

Sólo II.C)

I y III.D)

I, II y III.E)

I, II, III y IV

11.

¿Cuál de los siguientes eventos ocurre en la segunda división meiótica?

A)

Movimiento de cromosomas con dos cromátidas hacia los polos.B)

División de los centrómeros.C)

Reducción del número de cromosomas.D)

Apareamiento de cromosomas homólogos.E)

Entrecruzamiento o crossing over.

12.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones corresponde a características exclusivas de la meiosis?

I.

Contribuir a la variabilidad genética de las especies.II.

Generar células haploides a partir de células diploides.III.

Presentar dos etapas reduccionales de cromosomas.

A)

Sólo I.B)

Sólo II.C)

Sólo III.D)

II y III.E)

I, II y III.

13.

Cuál de los siguientes tejidos sirven como reserva energética

A)

EpitelialB)

ConectivoC)

AdiposoD)

MuscularE)

NerviosoEste material fue descargado para uso exclusivo de JosŽ Bustamante,




67

14.

Respecto a la fisión binaria es incorrecto decir

A)

Se lleva a cabo en procariontesB)

Es un tipo de reproducción asexuadaC)

Genera clones de la célula originalD)

Se forma sólo un cromosomaE)

Ninguna de las anteriores

15.

El tejido adiposo se considera parte del tejido

A)

ConectivoB)

EpitelialC)

NerviosoD)

MuscularE)

Es un tejido independiente

16.

Cuál de las siguientes aneuploidías afecta a un cromosoma somático

A)

Síndrome de PatauB)

Síndrome de TurnerC)

Síndrome de KlinefelterD)

Síndrome triple XE)






68

17.

El siguiente gráfico muestra la cantidad de ADN y la cantidad de cromosomas de una célula en meiosis:

Los momentos descritos con 1 y 2 pueden corresponder a:

A)

Interfase y Metafase I.B)

Fase S y Profase II.

C)

Fase G1 y Profase I.D)

Profase I y Profase II.E)

Fase S y Telofase I.

18.

Un científico investiga las alteraciones de la meiosis en gametos de ratón. Para ello realiza un cariotipo dealgunos gametos al azar. Si se descubre que varios gametos han presenta poliploidía, es posible que estaalteración ocurra:

I.

En la profase I al no producirse apareamiento de cromosomas homólogos.II.

En anafase I al no separarse las tétradas.

III.

En anafase II al no separarse las cromátidas hermanas.IV.

En Metafase I al no existir permutación cromosómica.

Es (son) correctas:

A)

Sólo I.B)

II y III.C)

II y IV.D)

Sólo III.E)

I, II, III y IV.

19.

En cuál de las siguientes etapas de la mitosis los cromosomas están alineados en el ecuador del huso

A)

ProfaseB)

MetafaseC)

AnafaseD)

TelofaseE)

Citoquinesis





69

20.

Para una célula de número cromosómico 2n = 32 que realiza meiosis es correcto afirmar que:

I.

Existirán 216 disposición probables en la permutación cromosómica.II.

En profase II será posible encontrar 32 cromosomas por célula.III.

En metafase II se tendrán 16 cromosomas en el ecuador de cada célula.IV.

La célula germinal original poseía 64 cromosomas o 32 pares.

A)

Sólo I.B)

Sólo II.C)

I y III.D)

III y IV.E)

I, III y IV.

21.

Cuál de las siguientes relaciones tejido función es correcta

A)

Epitelio – sosténB)

Conectivo – contracción

C)

Muscular – comunicaciónD)

Nervioso – contracciónE)

Ninguna de las anteriores

22.

En cuál de las siguientes etapas es posible encontrar una dotación cromosómica 2n 2c

A)

G1 B)

SC)

G2 D)

Profase

E)

Metafase

23.

El síndrome de Klinefelter es una

A)

TrisomíaB)

MonosomíaC)

AneuploidiaD)

a y cE)

a y c

24.

Respecto a la división ecuacional de la meiosis, es incorrecto decir

A)

Ocurre en la meiosis IIB)

Consiste en la reducción del número de cromosomasC)

Los centrómeros se dividen en 2D)

La dotación cromosómica resultante es ncE)

Se separan las cromátidas hermanas





Soluciones ejercicios PSU

Capítulo 1

1. D2. A3. B

4. E5. A6. B

7. C8. C9. A

10. C11. B12. D

13. D14. B15. E

16. E17. D18. D

19. D20. C21. C

22. E23. C24. B

25. C26. D27. C

28. D29. A30. D

31. D

Capítulo 2

1. B2. C3. D4. B

5. A6. A7. D8. A

9. A10. E11. B12. B

13. C14. D15. A16. A

17. E18. B19. B20. C

21. E22. A23. E24. B

Capítulo 3

1. D2. E3. A4. B5. B6. E

7. B8. D9. B

10. C11. E12. C

13. D14. E15. A16. E17. D18. C

19. D20. D21. A22. D23. A24. A

25. A26. E27. E28. A29. D30. E

31. D32. E33. D34. E35. B

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