Introducción a la Biología Celular y Molecular

Los Bioelementos

Los bioelementos son los elementos químicos que constituyen la materia de los seres vivos. Se clasifican en tres grupos:

Primarios

Representan el 99% de la masa de la célula. Son el carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N) y, en menor proporción, azufre (S) y fósforo (P).

Secundarios

Se encuentran en pequeñas cantidades, en proporciones por debajo del 0,1%, en forma iónica. Son responsables del impulso nervioso (Na, K, Cl) y el calcio (Ca) participa en la contracción muscular.

Oligoelementos

Aparecen en cantidades inferiores al 0,1%, pero son fundamentales para los seres vivos. Su deficiencia produce enfermedades carenciales y su exceso provoca intoxicaciones.

El Agua

El agua tiene una estructura química sencilla y es la molécula más abundante en los seres vivos, donde se producen la mayoría de las reacciones químicas del metabolismo. Su estructura está formada por la unión de un átomo de oxígeno (O) y dos de hidrógeno (H), lo que la convierte en una molécula dipolar. Las dos cargas negativas (-) en la zona del O y una positiva (+) en los dos H permiten que diferentes moléculas de agua establezcan enlaces débiles «puente de hidrógeno», originando en el agua líquida una estructura reticular. Esta estructura le confiere al agua propiedades como una gran cohesión interna, alta reactividad química, alto calor específico y elevado calor de vaporización.

Biomoléculas Orgánicas

Son moléculas exclusivas de la materia viva que están formadas por cadenas hidrocarbonadas. Se clasifican en glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Tienen las siguientes propiedades:

  • Son moléculas lineales, ramificadas o cíclicas.
  • Están formadas por cadenas de átomos de carbono (C) unidos por enlaces covalentes y átomos de hidrógeno (H).
  • La mayoría son macromoléculas formadas por la unión de monómeros.
  • Todas realizan una función dentro del organismo vivo, que depende de su tamaño y forma.

Síntesis de Proteínas

Transcripción

Consiste en la síntesis de distintos tipos de ARN: mensajeros (ARNm), ribosómicos (ARNr) y transferentes (ARNt). Durante el proceso, la enzima ARN polimerasa va leyendo la secuencia de bases de la hebra molde de ADN y sintetizando la cadena de ARN mediante la colocación y unión de ribonucleótidos complementarios: A-U, G-C. La timina (T) del ADN se sustituye por uracilo (U) en el ARN.

Traducción

Consiste en la síntesis de una proteína y se realiza en los ribosomas. La información del ARNm está codificada en forma de tripletes (codones), cada uno de los cuales determina un aminoácido. Los aminoácidos son transportados al ribosoma por los ARNt, que tienen un anticodón complementario de un codón del ARNm, lo que permite la colocación del aminoácido correcto. Los aminoácidos, según van siendo situados, establecen entre ellos enlaces peptídicos que originan la proteína.

Seres Pluricelulares

Organización Tipo Talo

Se denomina talo a las estructuras formadas por células idénticas que no forman verdaderos tejidos. Es la forma de organización de las algas y de los hongos pluricelulares, llamados talófitos. Los talos más simples tienen forma de filamentos o de láminas. Los más complejos pueden presentar partes especiales para desempeñar funciones concretas.

Organización Tipo Cormo

Propia de las plantas (cormófitas). Poseen tejidos dedicados a la conducción de líquidos, están organizados en tejidos que forman órganos y cuentan con diversas estructuras: sistema de aislamiento para evitar la pérdida de agua, vasos para distribuir el agua y los nutrientes, y estructuras muy especializadas.

Ciclo Lítico

El virus se adueña del metabolismo de la célula huésped, se reproduce en su interior, provocando la muerte de esta, y sale al exterior para infectar nuevas células.

Los Tejidos Conductores

Tejidos muy especializados que se disponen en hileras a modo de tuberías y constituyen el sistema vascular. Se encargan de transportar la savia y hacerla llegar a todas las partes de la planta.

Xilema

Llamado tejido leñoso, se encarga de transportar la savia bruta desde la raíz hasta las hojas. Hay un xilema primario y otro secundario. Las células que componen el xilema son de dos tipos: elementos vasculares (transportan) y no vasculares.

Floema

Tejido liberiano que se encarga de transportar la savia elaborada desde las hojas a las demás partes de la planta. También existe un floema primario y otro secundario con los mismos elementos vasculares.

Digestión Intracelular

Engloba una partícula de alimento que queda en el citoplasma. La membrana del fagosoma se fusiona con un lisosoma que contiene enzimas digestivas, formando una vacuola digestiva. En su interior se produce la digestión y los nutrientes pasan al citoplasma a través de las membranas de la vacuola digestiva. Los residuos no digeridos se vacían al exterior.

Digestión Extracelular

La membrana de un lisosoma se fusiona con la membrana plasmática y vierte su contenido al exterior. Las enzimas liberadas atacan a las grandes moléculas de los alimentos, rompiéndolas en fragmentos más pequeños que se transforman en nutrientes que ingresan en el citoplasma de la célula.

Exocitosis

Es un proceso de expulsión de productos de desecho o de secreción. La sustancia que va a expulsar se encuentra en el citoplasma y, cuando una vesícula alcanza la membrana celular, se fusiona con ella y el contenido de la vesícula se libera al exterior. La consecuencia es un aumento de la superficie celular y su renovación continua.

Endocitosis

Es el proceso de incorporación de grandes partículas en el interior de la célula. El material que se incorpora se fija a la membrana, que sufre una invaginación y se produce una vesícula que encierra a la sustancia. Más tarde, la vesícula se desprende y queda en el citoplasma celular. Como consecuencia, la membrana se reduce.

Ósmosis

Es un fenómeno que se produce cuando se separan dos medios de diferente concentración por una membrana semipermeable que permite el paso de agua pero no de las sustancias disueltas. El agua se desplaza desde donde la concentración es menor hacia donde es mayor, hasta que se igualen las concentraciones de las soluciones de ambos lados de la membrana.

Respiración Celular

Es la oxidación completa de la glucosa, que se transforma, en presencia de O2, en moléculas de CO2 y H2O. En el proceso se libera energía para sintetizar 38 moléculas de ATP. Se trata de un proceso redox en el que la molécula de glucosa se oxida hasta CO2 y el O2 actúa como aceptor final de los electrones, reduciéndose a moléculas de agua. El proceso ocurre en una sucesión de etapas en las que los carbonos de la glucosa se eliminan en forma de CO2 y los electrones y H se transfieren a transportadores que, al cederlos al O2, se reduce a H2O. Se libera energía que se emplea para sintetizar ATP.

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