Sistemas de Control y Comunicación Orgánica
El sistema nervioso y el sistema endocrino cumplen la función de integrar y controlar las actividades de los tejidos, órganos y sistemas del organismo, constituyendo la clave del funcionamiento de los seres multicelulares como unidades estructurales y funcionales de alta complejidad. Su capacidad principal es comunicar las distintas partes del cuerpo y sus funciones. La información procedente del medio es procesada y retroemitida a los tejidos, lo que genera una respuesta que tiende a adecuar las funciones orgánicas a los cambios.
El Complejo Señal-Receptor (Modelo Llave-Cerradura)
La señal y su receptor funcionan encajando uno en el otro, según lo que se conoce como modelo llave-cerradura. En esta unión existe una adaptación estructural, en la que el receptor cambia su estructura y forma un complejo señal-receptor.
Especificidad
El modelo llave-cerradura establece la pauta de que la unión de la señal al receptor es altamente específica y precisa.
Saturabilidad
Cuando el número de señales es muy alto, los receptores se saturan, es decir, están todos ocupados, ya que su número en una célula es limitado.
Reversibilidad
El complejo señal-receptor se disocia (se separa) después de su formación. La liberación de la señal es importante para finalizar la respuesta.
Regulación Hormonal
Las glándulas endocrinas están interrelacionadas entre sí mediante un mecanismo de regulación jerárquica de tipo retroalimentativo. Al disminuir la secreción de hormonas por parte de las glándulas, disminuye el nivel en sangre. Esto produce un estímulo captado a nivel del hipotálamo, de la hipófisis y de la glándula periférica, que induce a una mayor secreción glandular de hormonas.
Organización del Sistema Nervioso
Sistema Nervioso Central (SNC)
Está formado por dos órganos: el encéfalo y la médula espinal. Ambos están recubiertos por tres capas (o láminas) llamadas meninges y embebidos en un líquido llamado cefalorraquídeo. Se ubican dentro de la cavidad ósea.
El Cerebro
El cerebro controla todas las actividades voluntarias. Es el encargado de las funciones emocionales e intelectuales. La corteza cerebral es la zona más externa del cerebro; en ella se elaboran respuestas muy complejas. Está formada por una sustancia gris compuesta por cuerpos neuronales y axones sin mielina. Está dividido en dos hemisferios (derecho e izquierdo) y cuatro lóbulos: frontal, parietal, temporal y occipital.
Sistema Nervioso Periférico (SNP)
Está constituido por los nervios y las neuronas. A diferencia del SNC, este no cuenta con la protección de las estructuras óseas. La función del sistema periférico es integrar y coordinar los órganos del cuerpo a través de las respuestas inconscientes. Se puede segmentar en:
- Sistema Nervioso Somático: Se encarga de activar las funciones orgánicas voluntarias.
- Sistema Nervioso Autónomo o Vegetativo: Controla las funciones involuntarias.
Sistema Endocrino
Es el encargado de cuidar del buen funcionamiento orgánico, haciendo que cada órgano realice su trabajo a su debido tiempo. Para ello, cada una de las glándulas que lo componen actúa vertiendo sus productos a la sangre. Estas sustancias, llamadas hormonas, llegan a los órganos o tejidos sobre los cuales deben actuar. El centro de liberación más importante es el hipotálamo, de origen neuroendocrino, que a través de las hormonas secretoras coordina el funcionamiento de todas las demás glándulas endocrinas.
Macromoléculas Biológicas: Las Proteínas
Las proteínas son macromoléculas que constituyen el principal nutriente para la formación de los músculos del cuerpo. Las proteínas poseen una estructura química que consiste en una cadena lineal de aminoácidos plegada de forma que muestra una estructura tridimensional. Esta estructura les permite realizar sus funciones.
Estructura Química de las Proteínas
Las proteínas se forman por la unión sucesiva de moléculas llamadas aminoácidos, siendo polímeros de aminoácidos. Existen muchísimas proteínas, pero solo se forman a partir de un conjunto limitado de aminoácidos. Lo que sucede es que cada proteína está formada por muchos de ellos, por lo cual habrá infinitas combinaciones posibles.
Niveles Estructurales de las Proteínas
Estructura Primaria
Este primer nivel de organización indica qué aminoácidos integran la cadena y en qué orden se encuentran unidos por enlaces peptídicos.
Estructura Secundaria
Las cadenas polipeptídicas se pliegan hasta lograr una disposición espacial de mayor estabilidad. Pueden representar dos posibles conformaciones o estructuras secundarias (como la hélice alfa o la lámina beta).
Estructura Terciaria
La cadena se pliega tridimensionalmente en el espacio para formar una estructura compacta y funcional.
Estructura Cuaternaria
Muchas proteínas se combinan e interconectan varias cadenas polipeptídicas de la estructura terciaria. Estas proteínas se llaman multiméricas y se nombran según el número de cadenas que las forman.
Ácidos Nucleicos y Síntesis Proteica
ADN (Ácido Desoxirribonucleico)
Es la macromolécula que contiene las instrucciones para sintetizar proteínas. Se encuentra en todos los seres vivos, en todas sus células. Está formado por una sucesión de moléculas más pequeñas llamadas nucleótidos. Cada nucleótido está formado por tres componentes: un grupo fosfato, un azúcar (desoxirribosa) y una base nitrogenada (adenina, timina, citosina y guanina).
ARN (Ácido Ribonucleico)
Cumple una importante función al permitir copiar la información contenida en el ADN y transportarla a las estructuras celulares encargadas de elaborar distintas proteínas. A diferencia del ADN, que es una molécula de doble cadena, el ARN tiene solo una cadena y posee una molécula de ribosa en su composición, la cual es responsable de su nombre.
Proceso de Síntesis Proteica
Es un proceso que comienza con el paso de información genética del ADN al ARN (transcripción). Tras el proceso de maduración del ARN, este sale del núcleo de la célula y, ya en el citoplasma, se une a un ribosoma donde dirige la traducción. Este es el proceso en el que la información codificada en nucleótidos determina la secuencia de aminoácidos de la proteína.
La Membrana Plasmática y el Transporte Celular
Membrana Plasmática (MP)
Las células están rodeadas por una Membrana Plasmática. A través de esta debe ocurrir el intercambio de materiales con el entorno y la percepción de estímulos. La estructura de la MP no es aún bien conocida por ser demasiado delgada para obtener imágenes concluyentes. Está formada principalmente por fosfolípidos.
Transporte a Través de la Membrana
Difusión Simple
Solo las moléculas pequeñas y sin carga pueden difundirse libremente a través de la membrana. Por ejemplo, gases como el oxígeno y el dióxido de carbono. El agua también puede difundirse libremente a través de las membranas; este proceso se denomina ósmosis.
Difusión Facilitada
Los iones (como el calcio), algunos azúcares sencillos (como la glucosa) y los aminoácidos pueden atravesar la membrana con ayuda de proteínas integrales específicas.