Propiedades del Agua

Estructura y Polaridad

La molécula del agua (H₂O) está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno unidos por enlaces covalentes. Tiene una forma angular (no lineal), con un ángulo de 104,5° entre los átomos de hidrógeno.

El oxígeno es más electronegativo, por lo que atrae más los electrones, generando una molécula polar (con una zona positiva en los H y una negativa en el O).

Entre dos moléculas de agua se forma un enlace por puente de hidrógeno, que es una fuerza intermolecular débil pero muy importante, debido a la polaridad del agua.

Funciones Biológicas

1. Elevado calor específico: el agua puede absorber mucho calor sin cambiar su temperatura rápidamente.
   → Función: ayuda a mantener estable la temperatura corporal y del ambiente acuático.
2. Elevado calor de vaporización: necesita mucho calor para evaporarse.
   → Función: permite la termorregulación en seres vivos mediante el sudor o la transpiración.
3. Gran capacidad disolvente: disuelve muchas sustancias por su polaridad.
   → Función: actúa como medio de transporte y reacciones químicas en las células.
4. Cohesión y adhesión: las moléculas de agua se atraen entre sí (cohesión) y a otras superficies (adhesión).
   → Función: permite el ascenso de la savia en plantas y el movimiento del agua en capilares.

El Ciclo Celular

La imagen representa el ciclo celular, que es el proceso que sigue una célula desde que se forma hasta que se divide para dar lugar a dos células hijas.

Fases Principales

• La letra S corresponde a la fase de síntesis, donde la célula duplica su ADN.
• La letra M representa la fase de mitosis, en la que la célula se divide.

La Interfase

Las fases G1 y G2 son periodos de crecimiento y preparación:

• G1 es la fase en la que la célula crece, fabrica proteínas y se prepara para duplicar su ADN.
• G2 es la fase donde la célula se prepara para la división, revisando que el ADN se haya duplicado bien y produciendo las proteínas necesarias para la mitosis.

El conjunto de las fases G1, S y G2 se llama interfase.

Variación de ADN durante el Ciclo

Gráfico de la cantidad de ADN durante el ciclo celular:

• En G1: 2 unidades de ADN
• En S: se duplica el ADN
• En G2 y M: se mantiene en 4 hasta que la célula se divide
• Tras M: vuelve a 2 en cada célula hija

Importancia de la Fase M

Dos motivos que justifican la importancia de la fase M:

1. Permite que cada célula hija reciba la misma cantidad de ADN, garantizando la continuidad genética.
2. Es esencial para el crecimiento y la regeneración de tejidos, ya que sin mitosis no se formarían nuevas células.

Inmunología Básica

Conceptos Clave

• Antígeno: Sustancia extraña reconocida por el sistema inmunitario, que desencadena una respuesta defensiva, especialmente la producción de anticuerpos. Suelen ser proteínas en la superficie de bacterias, virus o células trasplantadas.
• Anticuerpos (inmunoglobulinas): Proteínas formadas por cuatro cadenas polipeptídicas (2 pesadas y 2 ligeras) unidas por puentes disulfuro. Son específicos para cada antígeno.
• Respuesta inmunitaria: Al entrar un antígeno en el cuerpo, activa el sistema inmunitario, que produce anticuerpos específicos contra él.
• Función de los anticuerpos: Reconocen y se unen al antígeno, neutralizándolo, marcándolo para su destrucción o bloqueando su efecto.
• Producción de anticuerpos: Son producidos por linfocitos B activados, llamados células plasmáticas.
• Origen de los linfocitos B: Se forman en la médula ósea roja.

Tipos de Células Inmunes

• Linfocito B: Produce anticuerpos y actúa en la respuesta humoral.
• Linfocito T: No produce anticuerpos, pero ataca directamente células infectadas o activa otras células del sistema inmune, participando en la respuesta celular.

Tipos de Respuesta Inmune

• Respuesta humoral: Está mediada por anticuerpos que circulan por los líquidos del cuerpo y combaten infecciones externas.
• Respuesta celular: Está mediada por linfocitos T, que destruyen células infectadas o alteradas del propio organismo.

Aplicaciones Inmunológicas

• Vacunación: Introduce antígenos inofensivos para que el cuerpo genere defensas (anticuerpos), produciendo una inmunidad activa y duradera.
• Sueroterapia: Introduce anticuerpos ya formados, ofreciendo una inmunidad pasiva e inmediata, pero temporal.

Trastornos del Sistema Inmunitario

• Inmunodeficiencia: Mal funcionamiento del sistema inmunitario que provoca una defensa débil frente a infecciones.
• Enfermedad autoinmune: Trastorno en el que el sistema inmunitario ataca por error a las propias células del cuerpo.
• Reacción alérgica o de hipersensibilidad: Respuesta exagerada del sistema inmunitario frente a sustancias inofensivas (alérgenos), como el polen o el polvo.

Antibióticos

Definición y Uso

Un antibiótico es una sustancia producida por microorganismos (o de forma sintética) que mata o impide el crecimiento de bacterias.

Riesgos del Abuso

Abusar de los antibióticos puede provocar que las bacterias desarrollen resistencia, volviéndose más difíciles de eliminar. Además, destruyen la flora bacteriana beneficiosa del organismo.

Lípidos

Ácidos Grasos (Saturados vs Insaturados)

• Un ácido graso saturado solo tiene enlaces simples entre los átomos de carbono. Su cadena es recta y se encuentra en grasas sólidas (como manteca).
• Un ácido graso insaturado tiene uno o más enlaces dobles, lo que produce “pliegues” en su estructura. Se encuentra en aceites vegetales.

Reacción de Saponificación

Es una reacción química entre un ácido graso y una base fuerte (como hidróxido de sodio, NaOH), que da como resultado jabón (sal del ácido graso) y glicerol.

Fosfolípidos

Estructura Molecular

Un fosfolípido está formado por:

• Una molécula de glicerol
• Dos ácidos grasos unidos al glicerol mediante enlaces éster
• Un grupo fosfato unido al tercer carbono del glicerol, también mediante un enlace éster.

Función Principal

Formar la membrana celular, actuando como barrera selectiva entre el interior y el exterior de la célula.

Propiedad Anfipática

Los fosfolípidos son anfipáticos, es decir, tienen una parte hidrofílica (grupo fosfato) y una parte hidrofóbica (ácidos grasos). En agua, se organizan en bicapas con las colas hidrofóbicas hacia dentro y las cabezas hidrofílicas hacia fuera, formando membranas estables.

Enzimas

Conceptos Fundamentales

• Enzima: Es una proteína biológica que acelera o cataliza una reacción química sin consumirse en ella.
• Centro activo: Es la zona específica de la enzima donde se une el sustrato y ocurre la reacción.
• Coenzima: Es una molécula orgánica no proteica (como vitaminas) que se une a la enzima y ayuda a su función catalítica.
• Inhibidor: Es una sustancia que disminuye o bloquea la actividad de una enzima, evitando que funcione correctamente.
• Energía de activación: Es la cantidad mínima de energía que necesita una reacción para comenzar. Las enzimas reducen esta energía, facilitando la reacción.

Material Genético

Replicación del ADN

La replicación del ADN es el proceso mediante el cual se duplica el ADN antes de que la célula se divida. La enzima helicasa separa las dos cadenas del ADN original, y la ADN polimerasa coloca nucleótidos complementarios usando cada cadena como molde. Así se forman dos moléculas de ADN idénticas.

• Su finalidad es asegurar que cada célula hija reciba una copia exacta del material genético.
• Es semiconservativa porque cada nueva molécula conserva una cadena original y forma una nueva complementaria.

Mutaciones

Las mutaciones son cambios en la secuencia del ADN que pueden alterar la información genética de un organismo.

• Mutación espontánea: ocurre de forma natural, sin intervención externa, por errores en la replicación del ADN.
• Mutación inducida: es provocada por agentes externos llamados mutágenos (como radiación, sustancias químicas o virus).

Ejemplos de agentes mutagénicos:

• Físico: rayos X
• Químico: benzopireno (en el tabaco)
• Biológico: algunos virus, como el del papiloma humano (VPH)

Variabilidad Genética (Recombinación)

Otro mecanismo de variabilidad genética es la recombinación genética, que ocurre durante la meiosis cuando los cromosomas homólogos intercambian fragmentos (crossing-over), creando nuevas combinaciones genéticas.

Carbohidratos

Monosacáridos (Funciones)

Dos funciones biológicas de los monosacáridos:

1. Fuente inmediata de energía (glucosa en respiración celular).
2. Unidades estructurales para formar disacáridos y polisacáridos.

Enlace O-glucosídico

Enlace O-glucosídico: Enlace covalente entre el -OH del carbono anomérico de un monosacárido y el -OH de otro, con pérdida de H₂O. Puede ser α o β según la orientación del carbono anomérico.

Polisacáridos de Interés Biológico

Tres polisacáridos de interés biológico:

1. Almidón: Glucosa con enlaces α(1→4) y α(1→6); reserva energética en plantas.
2. Glucógeno: Glucosa con enlaces α(1→4) y muchas ramificaciones α(1→6); reserva energética en animales.
3. Celulosa: Glucosa con enlaces β(1→4) lineales; función estructural en la pared celular vegetal.