Diario Científico - Grupo 3

Diario Científico

Integrantes:

Juan Pablo Xavier Velásquez Barrera - 202306379

Nathali Elizabeth Velásquez Gutierrez -202303470

Sara Marina Tol Chávez - 202306383

Luz Elena Reyes - 202302810

Catedrático: Rosa Alicia Jiménez

Módulo II

Tema: Biología Celular

6 de febrero al 10 de marzo de 2023

Coordinador: Juan Pablo Xavier Velásquez Barrera

Secretario: Nathali Elizabeth Velásquez Gutierrez

Portada ………………………………………….............................…….1

Interior de la portada…………………………………......…………….2

Glosario …………………………………………............................…….4

Semana 4: Organización celular

1. La célula: unidad básica de la vida ………………….…………6

2. Células procariotas y eucariotas…………………….…….......8

3. Núcleo celular ……………………………………………...........….10

4. Orgánulos del citoplasma ………………………………………..11

5. El citoesqueleto ……………………………….........……………….14

6. Cubiertas celulares……………...…………………………………. 16

Semana 5: Membranas biológicas

1. Estructura de las membranas…………………………………..17

2. Funciones de las membranas…………………………………...18

3. Estructura y permeabilidad de la membrana celular. 19

4. Transporte pasivo………………………………………....……….. 21

6. Transporte activo ……………………………………………....…..22

7. Exocitosis y endocitosis ……………………………………....….24

8. Uniones celulares ………………………………………………......25

Semana 6: Rutas de liberación de energía, el ATP

1. Reacciones Redox ………………………………………………......26

2. Etapas de la respiración aeróbica ……………………….......27

3. Producción de energía a partir de otros nutrientes... 28

3. Respiración anaeróbica y fermentación………………….. 29

Semana 7: Fotosíntesis

1. Luz y fotosíntesis ……………………………………………….......30

2. Cloroplastos ………………………………………………31

3. Fotosíntesis: reacciones dependientes de la luz .........32

4. Fotosíntesis: reacciones de fijación de Carbono …..... 34

Reportajes y noticias .............................................................35

Referencias ………………………………………………....................36

Glosario

Autótrofo: organismo que sintetiza compuestos orgánicos complejos a partir de materia primera inorgánica simple.

Carotenoides: Grupo de pigmentos vegetales de color amarillo a naranja que se sintetizan a partir de unidades de isopreno.

Cilios: Son apendices cortos en la celula que miden aproximadamente 2 a 10 μm.

Ciclo de Calvin: Serie de reacciones cíclicas que se producen en el estroma de cloroplastos durante la fotosíntesis, fijación dióxido de carbono y produce hidratos de carbono.

Enzima: es un biocatalizador; aumenta significativamente la velocidad de las reacciones químicas sin utilizarlo.

6. Fitoplancton: Algas y cianobacterias microscópicas flotantes que constituyen la base de la mayor parte de las redes alimentarias acuáticas.

7. Miosina: proteína que se encuentra en las fibras musculares con la finalidad de unirse a la proteína actina, generar la contracción de los músculos, y por ende los movimientos que realizamos tanto con nuestras extremidades como la contracción que genera nuestro corazón.

8. Tubulina: Proteína de un grupo que se encuentra en concentraciones altas en el citoplasma de las células.

9. Plastidios: son orgánulos que producen y almacenan alimentos en células de plantas y algas.

10. Quimiótrofo: obtienen su energía a partir de compuestos químicos.

La célula: unidad básica de la vida

Las células, componentes básicos o la unidad de los organismos celulares, son ejemplo de la unidad que compone a todos los seres vivos.

un compartimento cerrado, teniendo en su interior diferente composición de ADN. La mayoría de las células cuentan con orgánulos, los cuales realizan diversas funciones.

Las células constituyen la unidad básica de organización y manejo de todos los organismos, así mismo estas solo pueden existir de células previamente existentes.

Organización Celular

Por su organización y reducido tamaño las células mantienen la homeostasis. Es gracias a la membrana plasmatica que cada célula es

Se utilizan ya sea micrómetros (μm) o nanómetros (nm) para medir el tamaño de las células. Esto se debe al reducido tamaño con el que cuenta. Ciertas células especializadas en algunas algas y animales son lo suficientemente grandes como para verse a simple vista

Teoria Celular

Tamaño Celular

Tamaño y forma Celular Adaptables a la función

Las células se adaptaran dependiendo de las funciones que realicen, por ejemplo, las amebas y los leucocitos, cambian de forma cuando se mueven.

Microscopia

El estudio de las células comenzó en 1665 con Robert Hooke, quien incursionó en la microscopía. El científico Anton van Leeuwenhoek comenzó a observar las células desde el primer microscopio creado a partir de un lente y una vela (1674), actualmente la tecnología ha facilitado la tarea, por lo que se utilizan microscopios de alta calidad, los cuales permiten observar las muestras con mayor calidad. El microscopio óptico (OM) utilizado por la mayoría de los estudiantes consiste en un tubo con lentes de vidrio en cada extremo.

Se puden observar celulas procariotas y eucariotas.

Debido a la inclusión de múltiples lentes, los microscopios ópticos modernos se conocen como microscopios compuestos.

Elementos ilustrativos obtenidas de plataforma canva

Células procariotas y eucariotas

Celulas Procariotas

Las células procariotas son organismos unicelulares que se caracterizan por tener un tamaño más pequeño y una estructura celular más simple en comparación con las células eucariotas. A diferencia de estas últimas, el ADN en las células procariotas no se encuentra en un núcleo rodeado por u membrana, sino en una región confinada llamada nucleoide. Además, carec de orgánulos internos encerrados por una membrana, como las mitocondria el retículo endoplásmico, y cuentan con una pared celular que rod completamente a la célula, incluyendo la membrana plasmática.

Algunos tipos de células procariotas, como las bacterias y las arqueas, tien flagelos, largos filamentos que sobresalen de la superficie celular y que permiten moverse. Estos organismos se denominan procariontes y fueron primeros en evolucionar. Actualmente, siguen siendo los organismos m comunes y se encuentran en una gran variedad de hábitats, desde el suelo hasta el agua salada y los intestinos de animales.

Ejemplos de células procariotas son la bacteria Staphylococcus aureus, que puede causar infecciones en humanos, y la arquea Halobacterium salinarum, que se encuentra en ambientes extremadamente salinos.

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Celulas eucariotas

Las células eucariotas son células complejas que se caracterizan por tener organelos rodeados de membrana altamente organizados. Estas células son más grandes que las células procariotas y tienen una estructura interna más compleja. Uno de los principales orgánulos de las células eucariotas es el núcleo, que contiene el material genético ADN. El núcleo está rodeado por una envoltura nuclear que protege el material genético y regula el acceso a él.

Además del núcleo, hay muchos otros orgánulos que se encuentran en las células eucariotas. Estos orgánulos incluyen la mitocondria, que es responsable de la producción de energía celular; el retículo endoplásmico, que es importante para la síntesis de proteínas y lípidos; y el aparato de Golgi, que es responsable de la modificación y el transporte de proteínas. El citoplasma es la parte exterior del núcleo y contiene todos los orgánulos, excepto el núcleo. El citosol es el líquido que forma el citoplasma y es donde ocurren muchas de las reacciones químicas importantes en la célula. Los organismos que tienen células eucariotas se denominan eucariontes y van desde hongos y plantas hasta animales, incluidos los seres humanos. Algunos ejemplos de células eucariotas son la levadura del pan Saccharomyces cerevisiae, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster y el plátano o banano Musa sp. Estas células son fundamentales para el funcionamiento de organismos multicelulares complejos y son objeto de estudio en muchas áreas de la biología.

OpenClipart-Vectors. (2013, October 22). Célula Núceo Ceuar Citoblasto - Gráfico vetorial grátis no Pixabay Pixabay com https://pixabay.com/pt/vectors/c%C3%A9lula-n%C3%BAcleo-celular-citoblasto156402/

Núcleo celular

Normalmente, el núcleo es el orgánulo más prominente de una célula. Suele ser esférico o elíptico con un diámetro medio de 5 μm. Debido a su tamaño y al hecho de que generalmente se ubica en un lugar relativamente fijo cerca del centro de la célula, algunos de los primeros investigadores asumieron que el núcleo era el centro de control de la célula hasta que se dispuso de evidencia experimental. La mayoría de los núcleos celulares tienen una o más estructuras densas llamadas nucleolos. Cada núcleo contiene un organizador nucleolar que consta de regiones cromosómicas que contienen instrucciones para sintetizar ribosomas de tipo ARN. Este ARN ribosómico (ARNr) se sintetiza en el núcleo. Las proteínas necesarias para la formación de ribosomas se sintetizan en el citoplasma y se importan al núcleo. En términos de genómica, el núcleo es un orgánulo (u orgánulos) encerrado en una membrana ubicado dentro de una célula que contiene cromosomas.

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Orgánulos del citoplasma

Las células son la unidad fundamental de la vida y son responsables de todas las funciones vitales de un organismo. Cada célula tiene una estructura compleja que se compone de muchos orgánulos que se encuentran dispersados en el citoplasma. Cada orgánulo tiene su propia función en la célula y trabaja en conjunto con otros orgánulos para llevar a cabo su tarea específica. Por ejemplo:

Los ribosomas: son responsables de la síntesis de proteínas, mientras que los lisosomas descomponen y reciclan materiales celulares.

Las vacuolas:almacenan agua y nutrientes, y el aparato de Golgi es responsable de la modificación y el transporte de proteínas.

Es importante destacar que no todas las células tienen los mismos orgánulos.

Por ejemplo, las células vegetales tienen cloroplastos que les permiten llevar a cabo la fotosíntesis, mientras que las células animales no tienen este orgánulo.

La presencia o ausencia de ciertos orgánulos es lo que diferencia a los distintos tipos de células y organismos.

Elementos ilustrativos obtenidas de plataforma canva

Orgánulos y sus funciones

Membrana plasmática Retículo endoplasmático Ribosomas

La membrana plasmática es una barrera que rodea la célula y la separa del medio ambiente. Esta membrana es semipermeable, lo que significa que regula el paso de sustancias hacia el interior y hacia el exterior de la célula.

Los ribosomas son orgánulos encargados de sintetizar proteínas a partir de la información contenida en el ARN mensajero. Están presentes tanto en células eucariotas como en procariotas, y pueden encontrarse libres en el citoplasma o unidos al retículo endoplasmático rugoso.

Es una red de membranas con dos divisiones: el RE (retículo endoplasmático) liso que se encarga de sintetizar sustancias necesarias para la célula, como los lípidos; el RE rugoso ayuda a crear proteínas.

Aparato de Golgi Lisosomas Vacuolas

El aparato de Golgi es otro orgánulo que se encarga de la modificación, empaquetamiento y distribución de proteínas. Las proteínas que se sintetizan en el retículo endoplasmático rugoso llegan al aparato de Golgi, donde se les agregan azúcares y otros grupos funcionales y se clasifican para su distribución a otros orgánulos o hacia el exterior de la célula.

Los lisosomas son orgánulos que contienen enzimas digestivas capaces de degradar proteínas, lípidos y carbohidratos. Estos orgánulos son importantes en la digestión celular y en la eliminación de materiales de desecho.

Las vacuolas son orgánulos membranosos que se encuentran en el citoplasma de muchas células eucariotas. Su función principal es el almacenamiento de sustancias, como nutrientes, agua, iones y productos de desecho.

Orgánulos y sus funciones

Peroxisomas Cloroplastos Mitocondrias

Contienen enzimas encargadas de descomponer los ácidos grasos.

Son los encargados de realizar la fotosíntesis. Se encarga de producir la mayor parte de energía que utiliza la célula. A su vez, es en donde se desarrolla la respiración celular.

El citoesqueleto es una estructura vital para la célula que le permite mantener su forma, resistir fuerzas mecánicas y moverse. Los diferentes componentes del citoesqueleto, como:

los flagelos los microfilamentos los microtúbulos

Estos componentes tienen roles críticos en la función de la célula y su organización interna.

El citoesqueleto es una estructura dinámica y compleja que proporciona a las células la capacidad de resistir fuerzas mecánicas, dar forma y movimiento. Está compuesto por una red tridimensional de filamentos proteicos, que incluyen microfilamentos, microtúbulos y filamentos intermedios, que se organizan y reorganizan para adaptarse a las necesidades de la célula.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tgondii Citoesqueleto.png

Orgánulos del citoesqueleto

Microtúbulos

Los microtúbulos son orgánulos del citoesqueleto que se encargan de organizar y mantener la estructura de la célula. Además, son esenciales para el transporte intracelular de moléculas y orgánulos, y también forman estructuras como los cilios, flagelos y centriolos, que son importantes para el movimiento celular.

Filamentos intermedios Microfilamentos

Los microfilamentos, por su parte, son orgánulos del citoesqueleto que tienen un papel importante en la contracción muscular y el movimiento celular, así como en la formación de pseudópodos y la división celular.

Los filamentos intermedios también son orgánulos del citoesqueleto que le dan soporte y forma a la célula, y están involucrados en la resistencia a las fuerzas mecánicas y la protección contra el estrés celular.

Centriolos Cilios Flagelos

Se encargan del movimiento en el interior de la célula.

Los centriolos son orgánulos del citoesqueleto que se encuentran en la mayoría de las células animales y están involucrados en la organización de los microtúbulos durante la división celular.

Permiten que unas células se puedan mover con facilidad.

Cubiertas celulares

Las cubiertas celulares o "glucocálix" son una capa de carbohidratos que se encuentra en la superficie externa de la membrana plasmática de las células.

Estas cubiertas celulares son esenciales para la protección de la célula y para su capacidad de reconocer y responder a su entorno.

Las cubiertas celulares están compuestas principalmente de glucolípidos y glucoproteínas, que son moléculas de la membrana plasmática que tienen carbohidratos unidos a ellas. Estos carbohidratos, también conocidos como azúcares, son importantes para la interacción celular, ya que permiten a la célula reconocer y responder a las sustancias que se encuentran en su entorno, como otras células, virus, bacterias y moléculas de señalización.

Además de su papel en el reconocimiento y la interacción celular, las cubiertas celulares también son importantes para la protección de la célula contra daños mecánicos y químicos, así como para la regulación del transporte de moléculas a través de la membrana plasmática.

Las cubiertas celulares son una parte importante de la membrana plasmática de las células, y están compuestas por carbohidratos que les permiten interactuar con su entorno, protegerse de daños y regular el transporte de moléculas.

Detalle de la membrana celular.svg . (s/f). Wikimedia.org.

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etalle_de_la_membrana_celular.svg

Estructura de la membrana

La estructura de la membrana celular es esencial para la vida de las células. La membrana se compone de dos capas de lípidos, principalmente fosfolípidos, organizados en una bicapa lipídica que actúa como una barrera selectiva que regula el paso de moléculas dentro y fuera de la célula.

Las cabezas hidrofílicas de los fosfolípidos se orientan hacia el exterior de la membrana, mientras que las colas hidrofóbicas se orientan hacia el interior. Las proteínas incrustadas en la bicapa lipídica realizan diversas funciones, como el transporte de moléculas y la transmisión de señales.

Además, las membranas celulares también pueden contener carbohidratos unidos a lípidos o proteínas, conocidos como glicolípidos y glicoproteínas, respectivamente. Estos componentes de carbohidratos pueden desempeñar funciones importantes en la comunicación celular y en la identificación de células propias y extrañas.

La estructura de la membrana celular es fundamental para la vida celular y está compuesta por fosfolípidos, proteínas y carbohidratos, que trabajan en conjunto para mantener la homeostasis y la funcionalidad de la célula.

Funciones de la membrana

Las membranas biológicas son estructuras fundamentales que rodean las células y separan su contenido interno del medio ambiente externo. Están compuestas principalmente de lípidos y proteínas, que les confieren su funcionalidad y dinámica.

La estructura de las membranas es de naturaleza fluida, lo que permite que se adapten a diferentes condiciones y cambien de forma en respuesta a diferentes estímulos.

Las membranas realizan diversas funciones vitales, como la regulación del paso de materiales, controlando qué entra y sale de la célula, y la división de la célula en compartimentos, permitiendo la separación de diferentes procesos celulares.

También tienen un papel importante en la adhesión y comunicación con otras células, la transmisión de señales, y el almacenamiento y transferencia de energía.

Las membranas biológicas son esenciales para mantener un ambiente interno adecuado para la vida celular. Sin ellas, las células no podrían funcionar correctamente y la vida tal como la conocemos no sería posible. El estudio de las membranas es una de las áreas más importantes en la biología celular, ya que el conocimiento de su estructura y función es esencial para el desarrollo de terapias y tratamientos médicos.

Detalle de la membrana celular.svg . (s/f). Wikimedia.org.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Detalle de la membrana celular.svg

Estructura y permeabilidad de la membrana

La membrana celular es una estructura compuesta de lípidos, proteínas y carbohidratos, que separa el interior de la célula del entorno extracelular. La estructura de la membrana celular es fundamental para su función, ya que es responsable de la permeabilidad selectiva que permite que algunas moléculas pasen a través de la membrana mientras que otras no.

La estructura de la membrana celular está compuesta por una bicapa lipídica, formada por dos capas de fosfolípidos. Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas, lo que significa que tienen una parte hidrófila (que se une al agua) y una parte hidrófoba (que se aleja del agua). Esto da lugar a una estructura de bicapa lipídica en la que las cabezas hidrófilas de los fosfolípidos se orientan hacia el exterior de la membrana, mientras que las colas hidrófobas se orientan hacia el interior de la membrana. Las proteínas de membrana están incrustadas en la bicapa lipídica y pueden ser transmembranales (atraviesan completamente la membrana) o periféricas (se encuentran en la superficie externa o interna de la membrana). Estas proteínas son responsables de muchas funciones importantes de la membrana celular, incluyendo el transporte de moléculas a través de la membrana, la señalización celular y la adhesión celular.

La permeabilidad de la membrana celular se refiere a la capacidad de ciertas moléculas para atravesar la membrana. La membrana celular es selectivamente permeable, lo que significa que sólo ciertas moléculas pueden pasar a través de ella. Las moléculas que pueden pasar a través de la membrana celular incluyen gases como el oxígeno y el dióxido de carbono, así como moléculas pequeñas como el agua y los iones. La permeabilidad de la membrana celular está regulada por diferentes mecanismos, incluyendo proteínas de transporte que pueden mover moléculas a través de la membrana en contra de su gradiente de concentración, y canales iónicos que permiten el paso de iones a través de la membrana de forma selectiva . Además, la estructura de la membrana celular puede cambiar en respuesta a señales y celulares ambientales, lo que puede afectar su permeabilidad y la capacidad de la célula para responder a su entorno.

Archivo:Detalle de la membrana celular.svg . (s/f). Wikimedia.org.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Det

alle de la membrana celular.sv

La difusión es un proceso de transporte pasivo en el que las moléculas y los iones se mueven a través de la membrana celular desde una región de mayor concentración hacia una de menor concentración, sin la necesidad de gasto energético por parte de la célula. Este proceso se lleva a cabo por difusión simple o facilitada, y puede ser asistido por proteínas de transporte específicas.

En la difusión simple, las moléculas pequeñas, como los gases y algunas sustancias liposolubles, pueden atravesar la membrana celular directamente sin la necesidad de proteínas de transporte. En cambio, en la difusión facilitada, las moléculas más grandes o hidrófilas requieren proteínas de transporte específicas para atravesar la membrana.

La difusión es un proceso importante para la célula, ya que permite la entrada de nutrientes y la salida de productos de desecho. Además, la velocidad de la difusión depende de varios factores, como la concentración de la sustancia, la temperatura y el gradiente de concentración, lo que permite a la célula regular el movimiento de las moléculas a través de la membrana.

Transporte de membrana pasivo vs activo-es.Svg . (s/f). Wikimedia.org. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Passive

Transporte activo

UN SISTEMA DE TRANSPORTE ACTIVO PUEDE BOMBEAR MATERIALES DE UNA REGIÓN DE BAJA

CONCENTRACIÓN A UNA REGIÓN DE ALTA CONCENTRACIÓN.

pocas sustancias se mueven en cantidades suficientes a través de las membranas celulares por difusión, las células deben transportar activamente muchos solutos contra un gradiente de concentración. La razón es que las células requieren muchas sustancias en concentraciones mayores que su concentración fuera de la célula.

El transporte activo requiere energía

El transporte activo requiere que la célula invierta energía metabólica directamente en alimentar el proceso.

La energía almacenada en el gradiente de concentración además de no estar disponible para el sistema, trabaja contra ella.

las células utilizan energía del ATP directamente. sin embargo, el transporte activo puede ser acoplado al ATP indirectamente.

En el transporte activo indirecto, un gradiente de concentración proporciona la energía para el cotransporte de alguna otra sustancia, tal como un ion.

Algunas proteínas de transporte bombean solutos a través de la membrana, requiriendo un ingreso directo de energía.

Ortiz Arjona, M. A. (2009, 29 enero). File:Transporte de membrana.svg - Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Transporte_de_membrana.svg

Ejemplo de transporte activo

Bomba de sodio-potasio: son proteínas transmembrana que se distribuyen alrededor de la membrana

Se encuentra en todas las células animales. Es un transportador ABC, una proteína de transporte específico en la membrana plasmática. Utiliza energía del ATP para bombear iones de sodio fuera de la célula y iones de potasio dentro de la célula. la membrana está polarizada.

Ya que hay tanto una diferencia de carga eléctrica como una diferencia de concentración en los dos lados de la membrana, el gradiente se llama un gradiente electroquímico.

El intercambio es desigual: en general sólo dos ionesde potasio son importados por cada tres iones de sodio exportados.

Ayudan a mantener una separación de cargas a través de la membrana plasmática.

Al experimentar una serie de cambios conformacionales, las bombas intercambian el sodio por el potasio a través de la membrana plasmática.

La forma de la proteína bomba de sodio potasio cambia en el ciclo, cuando un grupo fosfato del ATP primero se une a ella y posteriormente es retirado.

Endocitosis

LA ENDOCITOSIS ES UN PROCESO MEDIANTE EL CUAL LAS CÉLULAS

INCORPORAN MATERIALES DEL MEDIO EXTRACELULAR EN SU INTERIOR.

ESTE PROCESO ES IMPORTANTE PARA LA CAPTACIÓN DE NUTRIENTES, LA ELIMINACIÓN DE DESECHOS Y LA REGULACIÓN DE SEÑALES EN LA CÉLULA.

Existen varios tipos de mecanismos de endocitosis que operan en los sistemas biológicos. Entre ellos están:

La fagocitosis, que se utiliza para ingerir partículas grandes de sólidos, como alimentos o bacterias. Este proceso es común en ciertos tipos de células del sistema inmunológico y en algunos protistas.

La pinocitosis, que se utiliza para tomar materiales disueltos en el medio extracelular. En este proceso, la célula forma pequeñas vesículas para captar y transportar los materiales disueltos en su interior.

La endocitosis mediada por receptores es un tercer tipo de endocitosis en el que moléculas específicas se unen a proteínas receptoras en la membrana plasmática. Esto provoca la formación de vesículas recubiertas de clatrina, que contienen las moléculas unidas a los receptores. Estas vesículas se mueven hacia el interior de la célula para su posterior procesamiento.

Exocitosis

LA EXOCITOSIS ES UN PROCESO INVERSO A LA ENDOCITOSIS, MEDIANTE EL CUAL UNA CÉLULA EXPULSA PRODUCTOS DE DESECHO O PRODUCTOS DE SECRECIÓN A TRAVÉS DE LA FUSIÓN DE UNA VESÍCULA CON LA MEMBRANA PLASMÁTICA. EN RESUMEN, LA ENDOCITOSIS ES UN PROCESO ESENCIAL

PARA LA SUPERVIVENCIA Y EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE LAS CÉLULAS, QUE LES PERMITE TOMAR NUTRIENTES Y REGULAR SEÑALES

IMPORTANTES PARA LA VIDA CELULAR.

Ruiz Villarreal, M. (2007, 27 julio).

File:Endocytosis types.svg - Wikimedia Commons.

https://commons.wikimedia.org/wiki/Fil

e:Endocytosis_types.svg

Unionescelulares

LAS CÉLULAS EN ESTRECHO CONTACTO ENTRE SÍ DESARROLLAN TÍPICAMENTE UNIONES

INTERCELULARES ESPECIALIZADAS. ESTAS ESTRUCTURAS PUEDEN PERMITIR QUE LAS CÉLULAS VECINAS FORMEN CONEXIONES FUERTES ENTRE SÍ, IMPEDIR EL PASO DE MATERIALES, O ESTABLECER UNA COMUNICACIÓN RÁPIDA ENTRE LAS CÉLULAS ADYACENTES.

Tipos

unión en hendidura: une estrechamente los espacios que hay entre las células con desmosomas como si fueran un puente.

uniones adherentes: son como pegamentos que mantienen a las células juntas. Las cadherinas forman una banda continua de adherencia alrededor de cada célula, uniendo a la célula con las células vecinas.

uniones de anclaje: se necesitarían intensas fuerzas mecánicas para separarlas. Las cadherinas, las proteínas transmembrana son componentes importantes de las uniones de anclaje, Estas uniones no impiden el paso de materiales entre las células adyacentes.

Desmosomas: son puntos de unión entre las células. Mantienen juntas a las células en un momento dado como un remache o un punto de soldadura. uniones estrechas: son áreas entre las membranas de células adyacentes conectadas estrechamente. Estas conexiones están tan apretadas que no queda espacio entre las células y las sustancias no pueden filtrarse entre ellas.

Boumphreyfr. (2020, 27 diciembre). File:Cell junctions-es.png - Wikimedia

Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cell_junctionses.png

Reacciones redox

LAS REACCIONES DE OXIDACIÓN Y DE REDUCCIÓN SE CONOCE COMO REACCIONES REDOX

PORQUE OCURREN SIMULTÁNEAMENTE.

Implican la transferencia de un átomo de hidrógeno en lugar de un solo electrón.

La sustancia que se oxida da energía liberando electrones, y la sustancia reducida recibe energía al ganar electrones.

las reacciones redox ocurren en una serie conforme los electrones son transferidos de una molécula a otra.

las reacciones redox liberan energia almacenada en las moléculas alimenticias de manera que pueda sintetizarse el ATP utilizando esa energía.

las reacciones redox implican la transferencia de un átomo de hidrógeno en lugar de un solo electrón.

Una de las moléculas aceptoras más comunes en la respiración celular es la nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+).

La sustancia que se oxida da energía liberando electrones, y la sustancia reducida recibe energía al ganar electrones. Esos electrones que se transfieren, son equivalentes a transferir energía, siendo una parte esencial de la respiración celular, de la fotosíntesis, y de muchos otros procesos químicos.

Zwickipedia. (2013, 27 octubre). File:WGS mechanism.png -

Wikimedia Commons.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:WGS mechanism.png

Etapas de la respiración aeróbica

Glucólisis

Una molécula de glucosa con seis átomos de carbono se convierte en dos moléculas de piruvato con tres átomos de carbono. Parte de la energía de la glucosa se captura mediante la formación de dos tipos de transportadores de energía, ATP y NADH.

Formación de acetil coenzima A

Cada piruvato ingresa a la mitocondria y se oxida a un grupo de dos carbonos (acetato). Luego se combina con CoA para formar acetil-CoA. Produce NADH y libera dióxido de carbono como desecho.

Transporte de electrones y quimiosmosis.

A medida que los electrones se mueven de un aceptor de electrones a otro, parte de su energía se usa para transportar iones de hidrógeno (protones) a través de la membrana mitocondrial interna, formando un gradiente de protones. En un proceso llamado quimiotaxis.

El ciclo del ácido cítrico

El grupo acetato de Acetil-CoA se combina con una molécula de oxalacetato para formar una molécula de citrato. Durante el ciclo, el citrato se recicla a oxaloacetato y el CO2 se libera como desecho. La energía se captura como ATP y los compuestos de alta energía NADH y FADH se reducen.

Produccion de energia a partir de otros nutrientes

Si bien la glucosa es una fuente importante de energía para las células, muchos organismos también utilizan otros nutrientes, como ácidos grasos y aminoácidos, como combustible para la producción de energía. La oxidación de ácidos grasos, por ejemplo, es una fuente de energía muy eficiente ya menudo produce más ATP por molécula que la oxidación de la glucosa. Los aminoácidos también se pueden utilizar como fuente de energía después de la desaminación, que es la eliminación del grupo amino (¬NH2) en una reacción bioquímica. En los mamíferos, el grupo amino se convierte en urea y se excreta, mientras que la cadena de carbono se metaboliza y se utiliza como reactivo en la respiración aeróbica. El producto final de la desaminación de algunos aminoácidos, como la alanina, es el piruvato, que ingresa en la glucólisis, y otros producen intermediarios del ciclo del ácido cítrico, como el α-cetoglutarato y el oxaloacetato.Las cadenas de carbono de todos los aminoácidos se pueden metabolizar y utilizar para producir energía en la respiración aeróbica. Por lo tanto, el cuerpo tiene la capacidad de utilizar una variedad de nutrientes como fuente de energía según las necesidades del cuerpo y la disponibilidad de nutrientes.

Respiracion anaeróbica y fermentación

La respiración anaeróbica es un proceso metabólico que permite a algunas bacterias sobrevivir en ambientes donde no hay oxígeno disponible. En lugar de utilizar el oxígeno como aceptor final de electrones, como ocurre en la respiración aeróbica, estas bacterias utilizan otras sustancias como el nitrato o el azufre.

En la respiración anaeróbica, los electrones extraídos de moléculas de azúcares atraviesan una cadena de electrones para ser convertidos en ATP. Aunque este proceso es menos eficiente que la respiración aeróbica, es esencial para la supervivencia de estas bacterias en ambientes hostiles.

Buscar medios . (s/fb). Wikimedia.org.

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search=respiracion+anaerobica&title=Special:MediaSearch&fulltext=Buscar+ &type=image

Es importante diferenciar la respiración anaeróbica de la fermentación, otro proceso que también se desarrolla en ambientes sin oxígeno. A diferencia de la respiración anaeróbica, en la fermentación no existe una cadena de electrones, lo que significa que no se produce ATP mediante la fosforilación oxidativa. En su lugar, la fermentación utiliza una vía metabólica alternativa para producir ATP, lo que hace que sea menos eficiente en términos de rendimiento energético que la respiración anaeróbica.

Luz y fotosíntesis

El concepto de luz está estrechamente relacionado con la fotosíntesis debido al papel fundamental que desempeña en este proceso biológico. Para entender su conexión, es importante tener en cuenta qué es la luz y cómo se relaciona con el espectro electromagnético. En un extremo del espectro están los rayos gamma, con longitudes de onda muy cortas, medidas en nanómetros, mientras que en el otro extremo se encuentran las ondas de radio, cuyas longitudes de onda se miden en kilómetros. La luz visible se encuentra en el espectro intermedio.

La luz consiste en pequeñas partículas llamadas fotones, y se cree que la fotosíntesis utiliza la radiación en el espectro visible porque excita ciertos tipos de biomoléculas y mueve electrones a un nivel de energía más alto. Aunque todavía hay mucho que aprender sobre el proceso de fotosíntesis y cómo se relaciona con la luz, se sabe que la absorción de la luz es un paso crítico para la producción de energía y la síntesis de compuestos orgánicos en los organismos fotosintéticos.

Cloroplastos

Los cloroplastos son los orgánulos responsables de la fotosíntesis en las células vegetales y de algunos organismos fotosintéticos. Estos orgánulos tienen forma de disco y contienen pigmentos verdes llamados clorofila, que absorben la energía de la luz para convertirla en energía química. Además de la clorofila, los cloroplastos también contienen otros pigmentos fotosintéticos, como los carotenoides y las ficobilinas, que les permiten absorber luz en diferentes longitudes de onda.

Los cloroplastos tienen una membrana externa e interna, que encierra el estroma, un fluido gelatinoso que contiene enzimas y moléculas de ADN. En el interior de los cloroplastos también se encuentra un sistema de membranas interconectadas llamado tilacoides, que están dispuestos en forma de sacos apilados. Los tilacoides contienen pigmentos fotosintéticos y proteínas que participan en la producción de energía durante la fotosíntesis. Los estomas son poros microscópicos en la hoja que permiten la entrada de dióxido de carbono y la salida de oxígeno durante la fotosíntesis.

Archivo:Esquema cloroplasto-es.Svg . (s/f). Wikimedia.org.

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Reacciones dependientes de la luz

Durante las reacciones dependientes de la luz, la luz excita los electrones de las moléculas de clorofila en el centro de reacción, que se mueven a través de una cadena de transporte de electrones y generan un gradiente de protones en el tilacoide. Este gradiente de protones es utilizado por la ATP sintasa para producir ATP, y también se utiliza para reducir el NADP+ a NADPH a través de una serie de reacciones enzimáticas.

La energía lumínica también se utiliza para oxidar la molécula de agua en el tilacoide, produciendo oxígeno y protones que se suman al gradiente de protones. La molécula de oxígeno liberada es esencial para la vida en la Tierra, ya que es utilizada por los organismos aeróbicos en la respiración celular para producir ATP y agua. En resumen, las reacciones dependientes de la luz son fundamentales en la fotosíntesis, ya que producen los compuestos de alta energía necesarios para la producción de carbohidratos en la siguiente etapa.

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¿Qué hacen los fotosistemas?

Los fotosistemas son complejos de proteínas y pigmentos que se encuentran en los tilacoides de los cloroplastos y son esenciales para la fotosíntesis. Capturan la energía de la luz y la utilizan para producir ATP y NADPH, que son necesarios para la siguiente etapa de la fotosíntesis. El fotosistema I contiene un dímero de clorofila llamado P700, mientras que el fotosistema II contiene clorofila P680. Cada fotosistema utiliza un complejo antena para recoger la energía de la luz y canalizarla hacia el centro de reacción, donde la energía se utiliza para liberar electrones y producir ATP y NADPH a través de la cadena de transporte de electrones no cíclico. Los dos fotosistemas trabajan juntos para producir energía para el ciclo de Calvin y la producción de moléculas de carbohidratos en las plantas y otros organismos fotosintéticos.

Elementos ilustrativos obtenidas de plataforma canva

Fotosíntesis: reacciones de fijación de carbono

La estructura de las moléculas de ATP y de NADPH producidas durante la fase dependiente de luz permite transferir energía química pero no para almacenarla por largos períodos. Por esta razón, parte de esta energía se transfiere a los enlaces químicos en los carbohidratos, que se pueden producir en grandes cantidades y almacenar para uso posterior. Conocidas como fijación de carbono, esas reacciones “fijan” los átomos de carbono del CO2 a cadenas carbonadas ya existentes de moléculas orgánicas. Las reacciones de fijación de carbono no tienen una directa necesidad de luz, así que previamente se les llamó reacciones “ oscuras ” . Sin embargo, ellas no requieren oscuridad; en efecto, muchas de las enzimas que participan en la fijación de carbono son mucho más activas en la luz que en la oscuridad. Además, las reacciones de fijación de carbono dependen de los productos de las reacciones dependientes de luz. Las reacciones de fijación de carbono ocurren en el estroma del cloroplasto.

Noticias y reportajes novedosos

Obtenidas por clonación células productoras de insulina

han conseguido clonar células beta pancreáticas —las productoras de insulina— a partir de una paciente de diabetes de 33 años. La ley norteamericana, sin embargo, va muy por detrás de la ciencia en este caso.

http://biotech-spain.com/es/articles/obtenidas-por-clonaci%C3%B3n-c%C3%A9lulas-productoras-de-insulina/

Cvirus.- Investigadores estudian la fusión de membranas para desarrollar terapias antivirales y combatir el covid

Se basa en la fusión de membranas, que es un proceso "fundamental" para que un virus entre en las células huésped y logre infectar un organismo.

https://www.infosalus.com/salud-investigacion/noticia-cvirus-investigadores-estudian-fusion-membranas-desarrollar-terapias-antivirales-combatir-covid-20230321102832.html

Sensor electroquímico de lactato y ATP en sangre basado en enzimas monitorea gravedad de la enfermedad

Los científicos han desarrollado un sensor de prototipo que podría ayudar a los médicos medir rápidamente el trifosfato de adenosina (ATP) y los niveles de lactato en muestras de sangre de los pacientes.

https://www.labmedica.es/quimica-clinica/articles/294791838/sensor-electroquimico-de-lactato-y-atp-en-sangre-basado-en-enzimas-monitorea-gravedad-de-la-enfermedad.html

Científicos ticos y alemanes investigan la fotosíntesis artificial, clave para mitigar el calentamiento global

La búsqueda de soluciones energéticas ha llevado a la comunidad científica a inspirarse en la naturaleza.

https://www.ucr.ac.cr/noticias/2021/09/01/cientificos-ticos-y-alemanes-investigan-la-fotosintesis-artificial-clave-para-mitigar-el-calentamientoglobal.html

Referencias

Solomon, E.P., Berg, L.R. y Martin, D.W. (2013). Biología. Cengage Learning

Editores. https://issuu.com/cengagelatam/docs/biologia 9a ed solomon

César, E. Microscopía - Departamento de Biología Celular y Tisular. Agosto de 2010. UNAM.

https://bct.facmed.unam.mx/wp-content/uploads/2018/08/2_microscopia.pdf

Cubierta celular - Unidad de Apoyo Para el Aprendizaje. (s. f.).

http://uapas2.bunam.unam.mx/ciencias/cubierta_celular/ Respiración_aeróbica. (s. f.).

https://www.quimica.es/enciclopedia/Respiraci%C3%B3n_aer%C3%B3bica.html

Photon Absorption for Photosynthesis. (s. f.-b). http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbasees/Biology/antpho.html