MODULO II
Sección: D Catedrático: Alejandra Morales
Danna Mariela Aguilar Hernández, 202205009 NN Reyna Yesenia Hernández Chamorro, 202210759 QB Nataly Sucely Colindres Pérez, 202201170 NN Josseline Abigail Borrayo Donis, 2022003234 QF
INDICE Organización celular ………………………………………………………………………. 03 La célula: unidad básica de la vida …………………………………………………. 04 Núcleo celular ………………………………………………………………………………… 04 Orgánulos del citoplasma ………………………………………………………………. 05 El citoesqueleto ……………………………………………………………………………… 10 Cubiertas celulares …………………………………………………………………………. 11 Membranas biológicas ……………………………………………………………………. 12 Bicapa de fosfolípidos …………………………………………………………………….. 12 Proteínas de la membrana ……………………………………………………………... 12 modelo de mosaico ………………………………………………………………………... 12 Funciones de las membranas …………………………………………………………. 13 Transducción de señales ………………………………………………………………… 13 Estructura y permeabilidad de la membrana celular ………………………. 14 Trasporte de proteínas ………………………………………………………………..…. 15 Trasporte pasivo ………………………………………………………………………….…. 16 Trasporte activo………………………………………………………………………………. 17 Exocitosis ……………………………………………………………………………………….. 19 Endocitosis ………………………………………………………………………………….…. 19 Uniones celulares …………………………………………………………………………… 20 Uniones de liberación de energía ……………………………………………………. 20 reacción redox …………………………………………………………………………….…. 21 respiración aeróbica………………………………………………………………….……. 22 Producción de energía a partir de otros nutrientes ……………………….. 23 Respiración anaeróbica …………………………………………………………………. 24 Fermentación ………………………………………………………………………………... 24 Fotosíntesis ……………………………………………………………………………………. 25 Luz y fotosíntesis ……………………………………………………………………………. 25 Los cloroplastos ……………………………………………………………………………… 26 La clorofila ……………………………………………………………………………………… 27 Reacciones dependientes de la luz …………………………………………………. 29 Foto respiración o ciclo C2 ……………………………………………………………… 30 Fase de filtración del CO2 ………………………………………………………………. 31 Glosario …………………………………………………………………………………………. 32 Referencias ……………………………………………………………………………………. 34
ORGANIZACIÓN LACELULA CELULA ORGANIZACIÓN DE DE LA Una célula es conocida comúnmente como la unidad básica y funcional de todo ser vivo, es la unidad mas pequeña. Una célula se le denomina un organismo unicelular. Por ejemplo, protozoos o bacterias. Dos o más células se denomina como organismos pluricelulares cuando tienen dos o mas células.
CARACTERISTICAS
Ahora puedes añadir un par de ideas o características de tu tema: Las células poseen una serie de elementos estructurales y funcionales que posibilitan su supervivencia.
Figura 1. vacuolas e inclusiones. (fotografía) por Alejandro Porto
Finalmente, en 1858, Budolf Virchow concluyo: “las células surgen de las células preexistentes"
Tipos: • procariotas • eucariotas
Su estudio se realiza mediante microscopia debido a su tamaño
TEORIA CELULAR En 1824, René Dutrochet fue el primero en establecer que la célula era la unidad básica de la estructura, es decir, Todos los organismos están formados por células. Dos científicos alemanes Mathias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, tienen la idea de que todos los seres vivos están formados por células. Y esta fue la base de la teoría celular. LAS POSTURAS DE LA TEORIA CELULAR SON:
“ommni cellula é cellula”.
• Unidades morfológicas: todos los organismos vivos están formados por una o mas unidades vivas o células. • Unidades funcionales: cada célula puede mantener sus propiedades vitales en forma independiente del resto. • Reproducción celular: las células se originan a partir de otras 3
Figura 2. Núcleo. (fotografía) por Alejandro Porto
TAMAÑO El tamaño y la forma de las células se adaptan a las funciones particulares que realizan. Aunque sus tamaños varían dentro de un amplio intervalo, la mayoría de las células son microscópicas y se deben medir en unidades muy pequeñas. Para este fin los biólogos utilizan el nanómetro (nm), que es 1/1,000,000,000.
Núcleo Celular Orgánulo característico de las células eucariotas conocida como el centro de control de la célula. En general esférico u ovalado. El material genético de la célula, ADN y proteínas se encuentra en el núcleo. FUNCIONES Dirigir las actividades de la célula. En el también ocurren la autoduplicación o replicación del ADN. ➢ Almacena el ADN Otras funciones: ➢ Centro de comando de la célula. ➢ Controla el metabolismo celular. ➢ Síntesis de los ácidos nucleicos (ADN Y ARN) ENVOLTURA NUCLEAR Formada por dos membranas concéntricas que separan el contenido nuclear del citoplasma.
NUCLEOPLASMA Donde se localizan los nucleolos, la cromatina y los cromosomas.
Cromatina: complejo formado por El ADN que se asocia con el ARN y con ciertas proteínas, como parte de unas estructuras llamadas cromosomas
La mayoría de los núcleos tiene una o más estructuras compactas llamadas nucléolos. No están rodeados de membrana por lo que se tiñen de manera diferente que la cromatina circundante.
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LOCALIZADO en el
Ribosomas Son lugares donde los aminoácidos se ensamblan para formar las PROTEINAS. los ribosomas libres en el citoplasma y los adheridos al retículo endoplasmático sintetizan diferentes tipos de proteínas.
CITOPLASMA
• Forman parte del citosol. • Constituyen elementos estructurales. • Forman los elementos móviles del citoplasma.
LOCALIZADO EN EL
RER Sintetizan las proteínas que van a formar parte de las membranas o vacuolas
Figura 3. Ribosomas. (fotografía) Por Mariana Gelambi
Esta compuesto por una red de membranas que forman cisternas, sáculos y tubos aplanados. Existen dos tipos: Contiene ribosomas unidas a su membrana. Almacena las proteínas sintetizadas por los ribosomas hasta que pasen a su destino definitivo.
Figura 4. El retículo endoplasmático. (fotografía) por Luis Menéndez
Carecen de ribosomas. Esta formado por tubos ramificados y pequeñas vesículas esféricas. Realiza la síntesis de lípidos.
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•
FUNCION
Complejo DE GOLGI
Da ciertas señales químicas las proteínas, que o Daacierta señal química el destino adetermina las proteínas quefinal de estas. determina el destino • Secreción de productos final decomo estas. celulares hormonas y o Secreción de enzimas digestivas. • Actúa muy estrechamente productos celulares el retículo y comocon hormonas endoplasmático rugoso
enzimas digestivas.
Es un complejo sistema compuesto de vesículas y sacos membranosos. En las células vegetales, se llama dictiosoma y es el encargado de producir los materiales para construir la pared celular, como la celulosa.
c
FUNCION • Recibe las moléculas o Recibe las moléculas formadas el retículo formadas en en el retículo endoplasmático, endoplasmático, las las transforma las dirige transforma y lasy dirige hacia distintos hacia distintos lugares de lugares la célula. de o Actúa muylaestrechamente célula. el retículo • con Distribuye las proteínas y endoplasmático rugoso. lípidos sintetizados ya sea o Distribuye las proteínas y dentro o fuera de la célula. lípidos sintetizados ya sea dentro o fuera de la célula.
ELEL CITOPLASMA parte clara que comprende todo el volumen de la célula, excepto el núcleo. en el se encuentran inmersas los organelos celulares, que son las estructuras especializadas de la célula y cumple las siguientes funciones.
Función estructural
El citoplasma es el soporte que da forma a la célula y es la base de sus movimientos.
En el citoplasma se sintetizan compuestos primarios, como aminoácidos, sacarosa, lípidos y compuestos secundarios.
Función nutritiva
También incluye todos los elementos necesarios para la síntesis de proteínas: ribosomas, ARN mensajero, ARN soluble y enzimas; y almacenas sustancias de reserva.
VACUOLAS Muchas de las funciones de los lisosomas en las células animales, son realizadas en las células vegetales y de los hongos por unos sacos grandes aislados y rodeados de membrana llamadas VACUOLAS. 6
Significa "vacío" no tiene estructura interna.
TERMINO VACUOLA Normalmente son estructuras mas grandes. Importante en el crecimiento y desarrollo de las plantas.
FUNCION
En los protozoarios son comunes las vacuolas alimenticias y las vacuolas contráctiles. En las primeras se almacena alimentos en proceso de digestión y las contráctiles Figura 6. Lisosomas. bombean el exceso de agua Sirve como un COMPRARTIMIENTO de ALMACENAMIENTO de COMPUESTOS INORGANICOS.
Figura 5. vacuolas e inclusiones. (fotografía) por Luis Menéndez
(fotografía) por Luis Menéndez
Directamente asociadas a los procesos de digestión intercelular
Son pequeñas estructuras de forma esférica rodeadas por una sola membrana. gracias a las enzimas en su interior, degradan proteínas, lípidos y carbohidratos. en condiciones normales los lisosomas degradan, también membranas y organelas, que han dejado de funcionar en la célula.
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Vesícula
pueden apreciarse en los globulos blancon en formación de la sangre humana, cuando engullen bacterias. las bacterias son digeridas Figura 7. Aparato de Golgi. rapidamente. (fotografía) por own work
Lisosoma
Contienen enzimas que catalizan una variedad de reacciones metabólicas en las que el hidrogeno debe ser oxidado en diversos compuestos.
Producen peróxido de Hidrogeno (H2O2)
Detoxifica determinados compuestos; pero si escapa, daña otras membranas celulares
Los peroxisomas son abundantes en células que SINTETIZAN, ALMACENAN o DEGRADAN lípidos ➢ Degradar moléculas de ácidos grasos. ➢ Sintetizan ciertos fosfolipidos
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La energía que una Célula obtiene de su entorno normalmente esta en forma de energía química en las moléculas alimenticias (como la Glucosa) o en forma de energía de la luz. Parte de la energía se convierte en el citosol, pero en las mitocondrias y en los cloroplastos ORgÁnuLoS (orgánulos especializados en facilitar la QUE CONVIERTEN Conversación de energía de una forma a otra) LA ENERGIA Tienen lugar otros tipos de conversiones. NOTICIA CIENTIFICA En las mitocondrias, el ARN se almacena en forma de gránulos líquidos (Rowe Pirra, 11 de diciembre de 2020) https://www.investigacionyciencia.e s/noticias/en-las-mitocondrias-elarn-se-almacena-en-forma-degrnulos-lquidos-19317
La energía química se almacena normalmente en forma de ATP. LAS PRINCIPALES ACTIVIDADES DEL MITOCONDRIA Y EL CLOROPLASTO RESPIRACION CELULAR Y FOTOSINTESIS.
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El citoesqueleto es una red de Proporciona a la célula resistencia, filamentos proteicos del citosol, forma y capacidad que ocupa el interior de para moverse. Todas las células animales y vegetales Actua como bastidor para la organización ES UNA DENSA RED DE FIBRAS DE PROTEINA.
de la celula y la fijación de orgánulos y enzimas. También es responsable de muchos de los movimientos celulares.
CELULARES
Glucocálix Formada por cadenas laterales de polisacárido de proteínas y lípidos que forman parte de la membrana plasmática.
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MATRIZ EXTRACELULAR Protege la célula y puede ayudar a separarla de otras células.
Muchas células animales están rodeadas por una matriz extracelular (ECM) que ellas mismas secretan. Formada por un gel de hidratos de carbono y proteínas fibrosas.
Su principal proteína estructural es el colágeno, que forma fibras muy interesantes.
INTEGRINAS
INTEGRINAS
proteínas receptoras de la
Ayudan a organizar la
membrana plasmática.
matriz y a que las células
Mantienen la adhesión
se adhieran a ella.
entre la ECM y los filamentos intermedios y microfilamentos dentro de la célula.
Las paredes celulares proporcionan apoyo estructural, protección y evitan acumulo excesivo de 11 agua
MEMBRANAS BIOLÓGICAS Las células están formadas por membranas plasmáticas, las funciones de estas son mantener regulado el entorno interno de las células y sus orgánulos, comunicarse con otras células, etc. Las membranas están compuestas por proteínas y lípidos, en su mayoría fosfolípidos. Las células están formadas por membranas plasmáticas, las funciones de estas son mantener regulado el entorno interno Bicapa fosfolípidos de lasde células y sus orgánulos, comunicarse con otras células, etc. Las membranas están compuestas por proteínas y lípidos, en su mayoría fosfolípidos.
Los fosfolípidos están formados por dos cadenas de ácidos grasos, una hidrófoba y una hidrofílica, tienen características anfipáticas. Cuentan con forma cilíndrica que les permite asociarse con el agua como bicapa. Las bicapas son flexibles.
Proteínas de membrana Hay proteínas integrales, periféricas y transmembranales. Están orientadas asimétricamente por la bicapa. También cuentan con glicoproteínas.
Modelo de mosaico Modelo de mosaico Es el modelo más aceptado, no es estático, las proteínas se mueven entre los fosfolípidos gracias a los fluidos bidimensionales, estos fluidos con las enzimas membranales permiten el movimiento, para que la membrana funcione correctamente debe de tener fluidez óptima de sus lípidos. 12
FUNCION DE LAS MEMBRANAS Las proteínas son las encargadas de velar por el cumplimiento de las funciones. Muchas proteínas son parte del transporte molecular a través de la membrana. Algunas proteínas membranales son enzimas catalizadoras de reacciones. Algunas proteínas membranales son receptoras de información de otras células en forma de señales eléctricas y químicas. Otras forman canales permitiendo el paso de iones y moléculas de manera selectiva. Y otras son encargadas de formar bombas a fuentes de energía para trasladarlos a los solutos hacia las membranas. Transducción de señales Figura 9. Proteínas de membrana (fotografía) por Own Work
Consiste en transmitir la información desde la membrana plasmática hasta el interior de la célula. Algunas proteínas membranales sirven como etiquetas de identificación para poder ser reconocidas por otras células. Cuando estas se reconocen entre sí, se unen para formar tejidos. Las proteínas de las membranas también funcionan como puntos de anclaje en las redes complejas del citoesqueleto.
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Estructura y permeabilidad de la membrana celular La permeabilidad permite el paso de sustancias a través de la membrana gracias a su estructura de mosaico fluido, las membranas pueden ser selectivamente permeables o impermeables. Las células controlan su volumen y su composición por medio de la regulación del tráfico químico por su membrana plasmática, la regulación también da lugar a que la composición de las células sea distinta a sus entornos exteriores. Las moléculas de agua logran pasar en medio de la bicapa de la membrana gracias a que esta tiene espacios pequeños que permite que células no polares pequeñas como el agua pasen a través de ella.
Figura 10. Permeabilidad (fotografía) por Ballena Blanca
Los iones cargados son muy importantes en las membranas, ya que, estos realizan la señalización celular y también se encargan de los procesos fisiológicos. Sin embargo, las bicapas son impermeables a ellos por su gran tamaño y estos la atraviesan de manera lenta.
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Transporte de proteínas Se encuentran en todas las membranas biológicas, son sistemas que mueven desde iones hasta moléculas polares por la membrana. Cada una de estas transporta un tipo de iones o moléculas en específico. Las proteínas de transporte experimentan cambios en la forma, esta provoca el movimiento de las moléculas por la membrana, cuenta con transporte mediado, el cual tiene dos formas que dependen de sus fuentes de energía y capacidades. Las transportadoras ABC utilizan energía brindada por el ATP para trasladar iones. Figura 11. Transporte de proteinas (fotografía) por Ruiz, M.
Las proteínas de canal forman poros que se abren y cierran en reacción a estímulos químicos o eléctricos.
Figura 12.. Porinas fotografía) por kevingsong
Las porinas son otro tipo de proteínas que permiten el paso de solutos y agua a través de la membrana. Las acuaporinas facilitan el traslado del agua por la membrana y funcionan como canales de este líquido con compuertas. 15
TRANSPORTE PASIVO Se produce por difusión, la difusión es un tipo de movimiento aleatorio. Hay dos tipos de difusiones, simple y facilitada. Este proceso necesita un gradiente de concentración, una región con mayor concentración y una con menor concentración.
Figura 13.. Transporte pasivo (fotografía) por Porto, A
La difusión simple, está relacionada directamente con la concentración del soluto. Esta difusión implica el movimiento neto de sustancias a favor de su gradiente.
Figura 14. Difusión simple (fotografía) por Ortiz, M.
La osmosis es una difusión especial que implica el movimiento neto de agua de una región de mayor concentración a una de menor concentración. La presión osmótica es la presión ejercida del lado semipermeable con mayor concentración de solutos.
Las disoluciones pueden ser hipertónica o hipotónicas. En las difusiones facilitadas la membrana se vuelve permeable a solutos particulares gracias a ciertas proteínas de transporte y de canal. Esta difusión es impulsada por el gradiente de concentración que por lo general se mantiene elevado. 16
TRANSPORTE Activo
Las bombas de sodio potasio son transportadores ABC que utilizan energía del ATP para enviar iones de sodio al exterior y iones de potasio al interior
Este sistema de transporte es capaz de mover materiales de regiones bajas a regiones de alta concentración. Este tipo de transporte requiere la inversión de energía metabólica para alimentar el proceso, utiliza la energía del ATP directamente. El transporte indirecto la energía necesaria para el transporte de sustancias la brinda el gradiente de concentración.
Los gradientes eléctricos son establecidos por la distribución desigual de iones, estos impulsan a los iones por la membrana. Las bombas de sodio potasio realizan la separación de cargas también llamada potencial de membrana. Los gradientes electroquímicos almacenan energía utilizada para para impulsar distintos sistemas de transporte. Las bombas de sodio potación experimentan cambio que permite el intercambio del sodio por el potasio por medio de la membrana plasmática
Figura 15. Transporte activo (fotografía) por Ortiz, M.
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Exteriormente, las células están cargadas positivamente. Las bacterias, mitocondrias y cloroplastos establecen gradientes con concentración de protones que utilizan la energía solar o la de los alimentos. Las bombas de iones cumplen con funciones importantes, por medio de control de la distribución de iones de la membrana, indirectamente la célula es la que controla el movimiento del agua. Proteínas uniportadoras y Simportadoras Las uniportadoras transportan una sola sustancia en una dirección. Las simpotadoras transportan dos sustancias en una dirección. Y las antiportadoras transportan dos sustancias en distintas direcciones. Las antiportadoras y las simportadoras son cotransportadoras.
Sistemas de cotransporte Los sistemas de cotransporte mueven solutos por la membrana mediante el transporte activo indirecto. Este proceso genera la energía suficiente para el transporte activo de sustancias esenciales. El sistema funciona por medio de las proteínas cotransportando solutos en contra del gradiente mientras los iones se mueven hacia abajo del gradiente.
NOTICIA CIENTIFICA ¿Es necesaria la membrana celular para que haya vida?. (Boya, P., marzo 2019) El País. https://elpais.com/elpais/2019/03/22/ciencia/1553267887 _593180.html
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EXOC I TOS I S La exocitosis es el proceso de expulsión de desecho mediante la fusión de una vesícula con la membrana plasmática, de esta manera la membrana aumenta de tamaño. Figura 16. Exocitosis (fotografía) por Ladyofhats
ENDOC I TOS I S La endocitosis es la incorporación de materiales a la célula. Distintos tipos de mecanismos de endocitosis operan en los sistemas biológicos, como la fagocitosis y la pinocitosis. La endocitosis mediada por receptores es un mecanismo donde las células eucariotas toman macromoléculas, los receptores están concentrados en fosas revestidas.
El problema en común entre la endocitosis y la exocitosis es que la membrana plasmática cambia de tamaño conforma las vesículas brotan o se fusionan con ella. Figura 17. Endocitoss (fotografía) por Ruiz, M. 19
UNIONES CELULARES Son estructuras que permiten crear conexiones fuertes entre las células vecinas. Uniones de anclaje Al estar unidad con las células adyacentes, su función es impedir el paso de materiales a través de ellas. Los desmosomas actúan como remaches uniendo a las células, permiten la formación de láminas para el paso de las sustancias entre las membranas plasmáticas. Las uniones adyacentes conectan los microfilamentos al citoesqueleto.
Uniones estrechas Son conexiones estrechas que impiden el paso de sustancias entre ellas, estas forman la barrera hematoencefálica.
Uniones de hendidura Se componen de conexina, proporcionan comunicación química y eléctrica, y permiten a las células nerviosas acoplarse eléctricamente.
Plasmodesmos Conectan el citoplasma a las células vecinas, su estructura consta de desmotubulos.
Figura 18. Uniones celulares (fotografía) por Boumphreyfr 20
Rutas de liberación de energía
Reacción Redox Una reacción de oxidación-reducción (redox) es una reacción de trasferencia de electrones. La especie que pierde los electrones se oxida y la que los gana se reduce. Se llama reductor a la especie que cede los electrones y oxidante a la capa (Lapuente, 2008). La respiración aeróbica es una forma de respiración celular que requiere oxígeno molecular (O2). Los nutrientes se catabolizan en dióxido de carbono y agua, la mayoría de las células utilizan la respiración aeróbica para obtener energía de la glucosa y esta entra en la célula a través de una proteína de transporte específica, en la membrana plasmática (Solomon et al, 2013). La ruta de reacción general para la respiración aeróbica de la glucosa se resume como sigue: C6H12O6 + 6 O6 + 6 H2O.
6 CO2 + 12 H2O + ENERGÍA
Observe que el agua se muestra en ambos lados de la ecuación porque es un reactivo en algunas reacciones y un producto en otros, se puede simplificar esta reacción:
Esta reacción resumida, parece que el CO2 se produce por la eliminación de átomos de hidrógeno de la glucosa. A la inversa, el agua parece estar formada del oxígeno que acepta los átomos de hidrógeno. Debido a que la transferencia de átomos de hidrógeno es equivalente a la transferencia de electrones, esto es una reacción redox en la que la glucosa se oxida y el oxígeno se reduce (Solomon et al, 2013).
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Respiración aeróbica Se trata de un proceso complejo de obtención de energía, que consume glucosa como combustible y oxígeno como receptor final de electrones en reacción con ácido pirúvico. Se obtiene así dióxido de carbono, agua y numerosas cantidades de Adenosíntrifosfato (ATP), la molécula de la energía bioquímica por excelencia (ferreiro, 2008). Este proceso es tipico de los eucariotes y de cierta forma de bacterias, ocurre según: C6H12O6 + 6 O2 = 6CO2 + 6H2O + ATP
Figura 19. Respiracion aeróbica [fotografia] por VectorMine
Etapas Tabla1: Etapa
Resumen
materiales al inicio 1. Glucólisis Reacciones en las que la glucosa se degrada a piruvato; con Glucosa, Fuente: https://concepto.de/respiracionuna ganancia neta de 2 moléculas de ATP; los átomos de aerobia/#ixzz7MKfhGprM ATP, NAD+, hidrógeno se transfieren a los portadores. ADP, P 2. Formación El piruvato se degrada y se combina con la coenzima A para Piruvato, de acetil CoA formar acetil CoA; los átomos de hidrógeno se transfieren a coenzima A, los portadores. NAD+ 3. Ciclo del Serie de reacciones en las que la parte acetil del acetil CoA Acetil CoA, ácido cítrico se degrada a CO2; los átomos de hidrógeno se transfieren a H2O, NAD+, los portadores; se sintetiza ATP FAD, ADP, P 4. Transportede electrones y quimiosmosis
Varias moléculas trasportan electrones; los electrones pasan a lo largo de la cadena; la energía liberada se utiliza para formar un gradiente de protones; el ATP se sintetiza a medida que los protones se difunden hacia abajo del gradiente. Fuente: (Solomon et al, 2013).
NADH, FADH2, O2, ADP,P
productos al final Piruvato, ATP, NADH Acetil CoA, CO2, NADH CO2, NADH, FADH2, ATP ATP, H2O, NAD+, FAD
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Producción de energía a partir de otros nutrientes Muchos organismos, incluyendo a los humanos dependen de otros nutrientes diferentes a la glucosa como fuente de energía, se obtiene mas energía cuando se oxidan los ácidos grazos que por glucosa. Los aminoácidos de la digestión de proteínas también son moléculas de energía, estos nutrientes se convierten en intermediarios metabólicos (Solomon et al, 2013).
Los aminoácidos se metabolizan eliminando el primer grupo amino, en un proceso llamado desaminación. En los mamíferos y algunos otros animales, el grupo amino se convierte en urea y se excreta, pero la cadena de carbono se metaboliza y se utiliza como reactivo en uno de los pasos de la respiración aeróbica (Solomon et al, 2013).
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Respiración anaeróbica Noticia científica relacionada Tres científicos ganan Nobel de Medicina por descubrir clave de la respiración de las células. Los estadounidenses William Kaelin y Gregg Semenza junto con el británico Peter Ratcliffe ganaron el Premio Nobel de Medicina por sus descubrimientos sobre "cómo las células sienten y se adaptan al oxígeno disponible" Para mas información visitar https://elpais.com/elpais/2019/10/07/ciencia/1570432506_0 98731.html
Se llama respiración anaerobia o respiración anaeróbica al proceso metabólico de oxidorreducción de azúcares. Es decir que en este Figura 22. Producción de energía a otros proceso se oxida la glucosa para obtener energía, minerales [fotografía] Por Biología. 9ª ed. sin presencia de oxígeno. Es un proceso de respiración celular en el que no intervienen moléculas de oxígeno (Ferreiro, 2008). La siguiente ecuación resume un tipo representativo de la respiración anaeróbica, que es parte del ciclo biogeoquímico conocido como el ciclo del nitrógeno (Solomon et al, 2013).
Figura 23. Respiración anaeróbica [fotografía] Por Biología. 9ª ed.
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Fermentación Desde un punto bioquímico, la fermentación responde a cualquier proceso donde sustancias orgánicas sufren cambios químicos con la finalidad de producir energía. Es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones (Solomon et al, 2013).
Alcohólica
Lactato
Las levaduras son microorganismos que realizan la respiración aeróbica cuando el oxigeno está disponible, pero cambian a la fermentación de alcohol cuando se les priva de oxígeno (Solomon et al, 2013).Esta tienen enzimas que descarboxilan el piruvato, liberando dióxido de carbono y formando un compuesto de dos carbonos llamado acetaldehído.(Solomon et al, 2013).
Ciertos hongos, procariotas y células animales realizan la fermentación láctica en el que los átomos de hidrógeno se agregan al piruvato para formar lactato, un producto de desecho. Ruta alternativa en la que el NADH producido durante la glucólisis transfiere átomos de hidrógeno al piruvato, reduciéndolo a lactato (Solomon et al, 2013).
Las levaduras son microorganismos que realizan la respiración aeróbica cuando el oxigeno está disponible, pero cambian a la fermentación de alcohol cuando se les priva de oxígeno (Solomon et al, 2013).Esta tienen enzimas que descarboxilan el piruvato, liberando dióxido de carbono y formando un compuesto de dos carbonos llamado acetaldehído.(Solomon et al, 2013).
Lactato
Ciertos hongos, procariotas y células animales realizan la fermentación láctica en el que los átomos de hidrógeno se agregan al piruvato para formar lactato, un producto de desecho. Ruta alternativa en la que el NADH producido durante la glucólisis transfiere átomos de hidrógeno al piruvato, reduciéndolo a lactato (Solomon et al, 2013).
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Fot
fotosíntesis la fotosíntesis, una secuencia de eventos donde la energía luminosa es convertida en energía química que se almacena en las moléculas orgánicas.
Luz y fotosíntesis La luz consiste en partículas llamadas fotones que se mueven como ondas. La energía de un fotón es inversamente proporcional a su longitud de onda debido a que gran parte de la vida en este planeta depende de la luz, directa o indirectamente, es importante entender la naturaleza de ella y su esencial participación en la fotosíntesis. La luz visible representa una pequeña parte del amplio rango de radiación continúa llamado espectro electromagnético. En este espectro toda la radiación viaja como ondas. La longitud de la onda es la distancia entre el pico de una onda y el de la próxima. Durante la fotosíntesis, la energía lumínica es captada y se convierte a energía química en forma de carbohidratos.
Figura 24. Luz y fotosíntesis [fotografía] por Ecología General 8ª edición.
•
• •
• • •
En un extremo del espectro electromagnético están los rayos gamma. Con longitudes de onda muy cortas (nanómetros). En el otro extremo del espectro se encuentran las ondas de radio. Con longitudes de onda muy tan largas (kilómetro). La franja del espectro con longitud de onda entre 380. Los humanos pueden verlo.
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a química en forma de carbohidratos
Los cloroplastos
Los cloroplastos son orgánulos encerrados por una doble membrana; la membrana interna encierra el estroma en cuya membrana están suspendidos los sacos tilacoides. Los tilacoides encierran la luz del tilacoide. El termino Figura 24. Cloroplastos [fotografía cloroplasto sirve alternativamente para designar a cualquier plasto dedicado a la fotosíntesis, o específicamente a los plastos verdes y las plantas. Si se examina una sección del tejido de una hoja al microscopio, puede verse que el pigmento verde, la clorofila, no está uniformemente distribuido en la célula. Los cloroplastos están principalmente dentro de la hoja de las células del mesófilo, una capa con espacios de aire y una muy alta concentración de vapor de agua. El cloroplasto como la mitocondria, está rodeado por las membranas externa e interna.
f
figura 25. Cloroplastos [fotografía] por Coelho, F.
•
Algunas membranas tilacoides se extienden de una grana a Otra
•
Las membranas tilacoides, como las membranas mitocondriales internas, están implicadas en la síntesis de ATP
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La clorofila
Es el pigmento fundamental de la fotosíntesis, absorbe luz sobre todo en las regiones azul y rojo del espectro visible. Una molécula de clorofila tiene dos partes importantes, una estructura de anillo y una larga cadena lateral. Existen varios tipos de pigmentos de la clorofila, el más importante es la clorofila a, que inicia las reacciones dependientes de luz en la fotosíntesis. La clorofila b, es un pigmento accesorio que también participa en la fotosíntesis. La clorofila es el principal pigmento fotosintético.
Figura 26. La clorofila [fotografía] por Biología 9ª ed.
• Todas las moléculas de clorofila que se encuentran en la membrana del tilacoide están asociadas a ella, mediante proteínas de unión a clorofila. • Con una orientación precisa para absorber la luz • Facilitan la transferencia de energía de una molécula a otra
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Reacciones dependientes de la luz
Son los centros donde se agrupan los pigmentos fotosintéticos, como la clorofila, entre otros. Estas moléculas son capaces de captar la energía lumínica procedente del sol. Un ejemplo es la fotosíntesis, que utiliza la luz visible blanca, que es una mezcla de varias longitudes de onda, existen dos tipos de fotosistemas:
Cada uno de estos fotosistemas se encuentran asociados a polipéptidos en la membrana tilacoidal y absorbe energía luminosa dependiente. Ambos fotosistemas operan en serie, transportando electrones, a través de una cadena transportadora de electrones.
Figura 27. Reacciones dependientes de la luz [fotografía] por Biology arizona.
El fotosistema I •
•
Está asociado a las formas de clorofila a, que observen a la longitud de onda de 700 nm (p700) Se transfieren dos electrones a la molécula de NADP+ y se forma NADPH, en el lado de la membrana tilacoidal que mira hacia el estroma.
El fotosistema II •
Tiene un centro de relación que absorbe a una longitud de onda de Figura Reacciones 6827. nm (p680) dependientes de la• luzSe [fotografía] biology produce lapor fotólisis delariozna agua y libera de oxígeno.
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Fotorrespiración o ciclo C2 La fotorrespiración es la ruta metabólica de las plantas encargadas del procedimiento del 2- fosfoglicolato hasta 3fosfoglicerato, con una recuperación de carbono de hasta 75% 1 2 este proceso ocurre en el mesófilo de la hoja, en presencia de luz, y en donde la concentración de O2 es alta. Se realiza en plantas C3 principalmente, y C4 en menor medida, y necesita de la maquinaria enzimática de 3 organelos: • EL CLOROPLASTO • EL PEROXISOMA • LA MITOCONDRIA
la fotorrespiración es significativa en días secos, brillantes t calientes cuando las plantas cierran sus estomas, conservando agua, pero previniendo el paso de CO2, al interior en la hoja.
Figura 28. Fotorrespiración o ciclo CO2 [fotografía] por Biology Arizona.
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Fase de fijación del CO2 El ciclo de Calvin o fase de fijación del CO2 de la fotosíntesis, consiste en una serie de procesos bioquímicos que se realizan en el estroma de los cloroplastos de los organismos fotosintéticos. Durante la fase luminosa de la fotosíntesis, la energía lumínica ha sido almacenada en moléculas orgánicas sencillas (ATP) que aportaran energía para realizar el proceso y poder reductor, es decir, la capacidad de donar electrones. La primera enzima que interviene en el ciclo que fija el CO2 atmosférico uniéndolo a una molécula orgánica (ribulosa-1,5-bifosfato) se denomina rabisaco (por las siglas de ribulosa 1,5 difosfato-oxigenasa) carboxilasa
La fotofosforilación es la síntesis de ATP acoplado al transporte de electrones energizados por fotones de luz. Parte de la energía de los electrones se emplea para bombear protones a través de la membrana del tilacoide, apartando la energía para generar ATP mediante equimosis.
Noticia científica. Un grupo de Investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado diminutos «rascacielos» impresos en 3D para las comunidades de bacterias fotosintéticas que convierten la luz solar, el dióxido de carbono y el agua en energía. Al crear redes de «nanoviviendas» de gran altura para estas bacterias amantes del sol, el equipo ha abierto un nuevo camino en este ámbito. Este novedoso descubrimiento podría ayudar a impulsar la bioelectricidad sostenible y la generación de combustible en el futuro. Dra. Jenny Zhang, del departamento de química.
Figura 29. Reacciones de fijación de carbono [fotografía] por Biología 9ª ed.
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glosario Autótrofos Organismos que sintetizan sus propios nutrientes. Aminoácidos son moléculas que se combinan para formar proteínas. Descarboxilar Reacción metabólica fundamental durante la oxidación de moléculas orgánicas, catalizada por enzimas del tipo descarboxilasa. Grana Una serie de tilacoides apilados que contienen clorofila. Se encuentra en el interior de los cloroplastos. Tilacoide Estructura membranosa especializada en la cual tiene lugar la fotosíntesis. Membranas internas en el cloroplasto donde ocurren las reacciones químicas de la fase luminosa. Un grupo de tilacoides constituyen la grana. Rizoide Que desempeña las funciones de la raíz en ciertas plantas que carecen de ella, como los musgos o los helechos. Umbela Inflorescencia en que los pedúnculos arrancan de un mismo punto y se elevan a igual altura, formando una especie de paraguas. Acetabularia son algas verdes marinas unicelulares gigantes, uninucleares y con una forma característica de paraguas. Progeria trastorno genético progresivo extremadamente raro que acelera el envejecimiento de los niños y que comienza en los primeros dos años de vida. Barbitúricos grupo de sustancias sintéticas fabricadas como productos farmacéuticos, depresores del Sistema Nervioso Central que se encuentran íntimamente relacionados en su estructura química. 32
Carabinas moleculares instrumentos celulares para ayudar a los componentes proteicos a conseguir su conformación funcional correcta. Bulbos son órganos subterráneos de almacenamiento de nutrientes. Gemación Forma de multiplicación asexual, propia de algunos animales inferiores, en que el animal emite, en alguna parte de su cuerpo, una yema o protuberancia que se convierte en un nuevo individuo. Fagocitos proceso mediante los glóbulos blancos rodean, engullen y destruyen sustancias extrañas. Citocromo Proteína transferidora de electrones, que contiene hierro e interviene en la respiración celular. Tubulina elementos fundamentales de los microtúbulos, que participan en la multiplicación y el movimiento de las células. Axones parte de las células nerviosas, las neuronas, que transporta los impulsos nerviosos desde el cuerpo de éstas.
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7 de febrero al 17 de marzo
Modulo II
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