Bioelementos. Biomolculas inorgnicas. Bioelementos. La materia viva est constituida por unos 70 elementos. Estos elementos se llaman bioelementos o elementos biognicos. Propiedades por las que el C, H, O, N, P y S componen los bioelementos mayoritarios (bioelementos que se encuentran en mayor proporcin): Tienen capas electrnicas externas incompletas y pueden formar enlaces covalentes y dar lugar a las biomolculas que constituirn las estructuras biolgicas y llevarn a cabo las funciones vitales. Poseen un n atmico bajo, por lo que los electrones compartidos en la formacin de los enlaces se hallan prximos al ncleo y las molculas originadas son estables. Como el O y el N son electronegativos, algunas biomolculas son polares y por ello solubles en agua. Pueden incorporarse a los seres vivos desde el medio externo (CO2 , H2O, nitratos). Primarios: estn formados por C, H, O, N, P y S que constituyen el 99% de la materia viva y son los componentes fundamentales de las biomolculas. Secundarios: estn formados por Na, K, Ca, Mg y Cl. Oligoelementos: estn formados por el Fe, Cu, Zn, Mn, I, Ni y Co (aparecen en la mayora de los organismos) y Si, F, Cr, Li, B, Mo y Al (slo estn presentes en grupos concretos). Constituyen menos del 0,1% y son esenciales para desempear procesos bioqumicos y fisiolgicos.

Clasificacin de los bioelementos.

Biomolculas Los elementos biognicos se unen por enlaces qumicos para formar las molculas constituyentes de los organismos vivos, que se denominan biomolculas o principios inmediatos. Mediante la filtracin, la destilacin, la centrifugacin y la decantacin se separan las biomolculas de un ser vivo. Biomolculas: Inorgnicas: Agua Sales minerales Orgnicas: Glcidos Lpidos Protenas cidos nucleicos o nucletidos

El agua. Es la sustancia qumica ms abundante en la materia viva. El agua se encuentra en la materia viva en tres formas: Agua circulante (sangre, savia) Agua intersticial (entre las clulas, tejido conjuntivo) Agua intracelular (citosol e interior de los orgnulos celulares) Especie: los organismos acuticos contienen un porcentaje muy elevado de agua mientras que las especies que viven en zonas desrticas tienen un porcentaje muy bajo. Edad del individuo: las estructuras biolgicas de los organismos jvenes presentan una proporcin de agua mayor que las de los individuos de ms edad. Tipo de tejido u rgano: dado que las reacciones biolgicas se llevan a cabo en un medio acuoso, los tejidos con una gran actividad bioqumica contienen una proporcin de agua mayor que los ms pasivos.

La cantidad de agua presente en los seres vivos depende de tres factores:

Estructura qumica del agua La molcula de agua est formada por la unin de un tomo de oxgeno y dos de hidrgeno mediante enlaces covalentes (cada tomo de H de una molcula comparte un par de electrones con el tomo de O). La electronegatividad del O es mayor que la del H por lo que los electrones compartidos se desplazan hacia el tomo de O. El O posee cuatro electrones ms sin compartir, lo que tiene dos consecuencias: La geometra triangular de la molcula. La presencia de una carga negativa dbil en la zona donde se sitan los electrones no compartidos.

Esto ltimo junto con la menor electronegatividad de los tomos de H, crea una asimetra elctrica en la molcula de agua que provoca la aparicin de cargas elctricas parciales opuestas ( ), de manera que la zona de los electrones no compartidos del O es negativa y la zona donde se sitan los H es positiva. Por eso, la molcula de agua tiene carcter dipolar. Esta polaridad favorece la interaccin entre las molculas de agua (la zona con carga elctrica parcial negativa de una de ellas es atrada por la zona con carga parcial positiva de otra), establecindose entre ambas un puente de hidrgeno. Estos puentes de hidrgeno se dan entre el H y tomos electronegativos (O y N). Son enlaces ms dbiles que los covalentes, se forman y se rompen constantemente (en el agua lquida cada enlace dura 10-11 seg.). Presentan una gran cohesin molecular y una gran estabilidad molecular. Propiedades y funciones del agua Poder disolvente. Debido a la polaridad de su molcula, el agua se puede interponer entre los iones de las redes cristalinas de los compuestos inicos.

Puede formar puentes de hidrgeno con otras molculas no inicas. Una forma de medir la capacidad de una sustancia para disolver compuestos inicos consiste en calcular el valor de su constante dielctrica. Esto da lugar a un proceso de disolucin en el que la molcula de agua se dispone alrededor de los grupos polares del soluto, llegando a desdoblarlos en aniones y cationes, que quedan as rodeados por molculas de agua. Esto se denomina solvatacin inica. Debido a la existencia de puentes de hidrgeno. Estado lquido del agua a temperatura ambiente. Gracias a esto el agua acta como medio de transporte de las sustancias, como funcin de amortiguacin mecnica y como lquido lubricante. Lquido incompresible. Esta propiedad controla las deformaciones citoplasmticas y permite que el agua acte como esqueleto hidrosttico en las clulas vegetales. Capilaridad o fuerzas de adhesin. Es la capacidad de unirse a molculas de otras sustancias. Esto permite que el agua ascienda por conductos estrechos (accin capilar) y la penetracin en algunas sustancias como las semillas (imbibicin). Elevada tensin superficial. Esto quiere decir que la superficie ofrece resistencia a romperse y acta como una membrana elstica. Elevado calor especfico. Cuando se aplica calor al agua, parte de la energa comunicada se emplea en romper los puentes de hidrgeno. El agua tiene una funcin termorreguladora, es decir, mantiene estable la temperatura corporal. Elevado calor de vaporizacin. Para pasar del estado lquido al gaseoso es necesario que los puentes de hidrgeno se rompan. La extensin de una pelcula de agua sobre una superficie biolgica provoca su refrigeracin, ya que al evaporarse tomando energa trmica del medio provoca el enfriamiento del conjunto. Densidad. El agua alcanza un volumen mnimo y la mxima densidad a los 4C. Cuando el hielo tiene una temperatura de 0C se forma un retculo molecular muy estable que tiene mayor volumen que el agua lquida, por lo que el hielo es menos denso que el agua lquida a una temperatura menor de 4C y flota sobre ella. Esto produce un aislamiento trmico que permite la vida acutica. Ionizacin del agua. Algunas molculas de agua sufren un proceso de ionizacin cuando un tomo de H de una de ellas se une, mediante un enlace covalente, al tomo de O de otra molcula: (H2O + H2O ! H3O+ (in hidronio) + OH- (in hidrxido)).

La concentracin de molculas ionizadas en el agua pura es muy baja: a 25C es de 10-14 mol/l, y, por tanto, H3O+ = OH- = 10-7 ( Neutralidad). H+ = 10-7 ! neutra ! pH = 7 H+ > 10-7 ! cida ! pH < 7 H+ < 10-7! bsica ! pH > 7 Intervienen los sistemas tampn, buffer o amortiguadores que actan como aceptores o dadores de H+ para compensar el exceso o el dficit de estos ines en el medio y mantener constante su pH. Los ms comunes son el tampn fosfato, el tampn bicarbonato y las protenas. Reacciones enzimticas. Destacan: Hidrlisis : una molcula de agua lleva a cabo la rotura de una molcula orgnica (procesos digestivos). Condensacin : las molculas sencillas se unen para obtener otras mayores. Fotosntesis : proporciona H+ para realizar la sntesis de molculas orgnicas.

Sales minerales. Las sales minerales se pueden encontrar en los seres vivos de tres formas: Precipitadas (constituyen estructuras slidas): Silicatos: caparazones de algunos organismos (diatomeas), espculas de algunas esponjas y estructura de sostn en algunos vegetales (gramneas). Carbonato clcico: caparazones de algunos protozoos marinos, esqueleto externo de corales, moluscos y artrpodos, y estructuras duras (espinas de erizos de mar, dientes y huesos). Fosfato clcico: esqueleto de vertebrados. Disueltas (dan lugar a aniones y cationes):

stas intervienen en la regulacin de la actividad enzimtica y biolgica, de la presin osmtica y del pH en los medios biolgicos; generan potenciales elctricos y mantienen la salinidad. Asociadas a molculas orgnicas (fosfoprotenas, fosfolpidos y agar-agar). Funciones de las sales minerales Constitucin de estructuras de sostn y proteccin duras. Funciones fisiolgicas y bioqumicas. Sistemas tampn. Mantenimiento de concentraciones osmticas adecuadas. Los procesos biolgicos dependientes de la concentracin de soluto en agua se denominan osmticos y tienen lugar cuando dos disoluciones de diferente concentracin separadas por una membrana semipermeable que no deja pasar el soluto pero s el disolvente. Se observa el paso del disolvente desde la disolucin ms diluida (hipotnica) hacia la ms concentrada (hipertnica) a travs de la membrana. Cuando el agua pasa a la disolucin hipertnica, sta se diluye, mientras que la disolucin hipotnica se concentra al perderla. El proceso contina hasta

que ambas igualan su concentracin, es decir, se hacen isotnicas. Para evitar el paso de agua sera necesario aplicar una presin (presin osmtica). Turgencia: si la concentracin del medio intracelular es mayor que la extracelular, la entrada excesiva de agua producir un hinchamiento. Plasmlisis: si la concentracin del medio intracelular es menor que la extracelular, la clula pierde agua y disminuye de volumen.

Estos dos procesos pueden producir la muerte celular. Mantenimiento del pH en estructuras y medios biolgicos.

Biomolculas orgnicas o principios inmediatosSon sintetizadas solamente por los seres vivos y tienen una estructura a base de carbono. Estn constituidas principalmente por carbono, hidrgeno y oxgeno, y con frecuencia estn tambin presentes nitrgeno, fsforo y azufre; otros elementos son a veces incorporados pero en mucha menor proporcin. Las biomolculas orgnicas pueden agruparse en cuatro grandes tipos: [editar] Glcidos Artculo principal: Glcidos Los glcidos (impropiamente llamados hidratos de carbono o carbohidratos) son la fuente de energa primaria que utilizan los seres vivos para realizar sus funciones vitales; la glucosa est al principio de una de las rutas metablicas productoras de energa ms antigua, la gluclisis, usada en todos los niveles evolutivos, desde las bacterias a los vertebrados. Muchos organismos, especialmente los de estirpe vegetal (algas, plantas) almacenan sus reservas en forma de almidn. Algunos glcidos forman importantes estructuras esquelticas, como la celulosa, constituyente de la pared celular vegetal, o la quitina, que forma la cutcula de los artrpodos. [editar] Lpidos Artculo principal: Lpidos Los lpidos saponificables cumplen dos funciones primordiales para las clulas; por una parte, los fosfolpidos forman el esqueleto de las membranas celulares (bicapa lipdica); por otra, los triglicridos son el principal almacn de energa de los animales. Los lpidos insaponificables, como los isoprenoides y los esteroides, desempean funciones reguladoras (colesterol, hormonas sexuales, prostaglandinas). [editar] Protenas Artculo principal: Protenas Las protenas son las biomolculas que ms diversidad de funciones realizan en los seres vivos; prcticamente todos los procesos biolgicos dependen de su presencia y/o actividad. Son protenas casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones metablicas de las clulas; muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; la hemoglobina y otras molculas con funciones de transporte en la sangre; anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes extraos; los receptores de las clulas, a los cuales se fijan molculas capaces de desencadenar una respuesta determinada; la actina y la miosina, responsables finales

del acortamiento del msculo durante la contraccin; el colgeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostn. [editar] cidos nucleicos Artculo principal: cidos nucleicos Los cidos nucleicos, ADN y ARN, desempean, tal vez, la funcin ms importante para la vida: contener, de manera codificada, las instrucciones necesarias para el desarrollo y funcionamiento de la clula. El ADN tienen la capacidad de replicarse, transmitiendo as dichas instrucciones a las clulas hijas que hederadan la informacin. Algunas, como ciertos metabolitos (cido pirvico, cido lctico, cido ctrico, etc.) no encajan en ninguna de las anteriores categoras citadas.

Los Carbohidratos, tambin llamados hidratos de carbono, glcidos o azcares son la fuente ms abundante y econmica de energa alimentaria de nuestra dieta. Estn presentes tanto en los alimentos de origen animal como la leche y sus derivados como en los de origen vegetal; legumbres, cereales, harinas, verduras y frutas.

Dependiendo de su composicin, los carbohidratos pueden clasificarse en:Simples Monosacridos: glucosa o fructosa Disacridos: formados por la unin de dos monosacridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc. Oligosacridos: polmeros de hasta 20 unidades de monosacridos. Polisacridos: estn formados por la unin de ms de 20 monosacridos simples. Funcin de reserva: almidn, glucgeno y dextranos. Funcin estructural: celulosa y xilanos.

Complejos

Funciones de los carbohidratos Funcin energtica. Cada gramo de carbohidratos aporta una energa de 4 Kcal. Ocupan el primer lugar en el requerimiento diario de nutrientes debido a que nos aportan el combustible necesario para realizar las funciones orgnicas, fsicas y psicolgicas de nuestro organismo. Una vez ingeridos, los carbohidratos se hidrolizan a glucosa, la sustancia ms simple. La glucosa es de suma importancia para el correcto funcionamiento del sistema nervioso central (SNC) Diariamente, nuestro cerebro consume ms o menos 100 g. de glucosa, cuando estamos en ayuno, SNC recurre a los cuerpos cetnicos que existen en bajas concentraciones, es por eso que en condiciones de hipoglucemia podemos sentirnos mareados o cansados. Tambin ayudan al metabolismo de las grasas e impiden la oxidacin de las protenas. La fermentacin de la lactosa ayuda a la proliferacin de la flora bacteriana favorable.

Carbohidratos y fibra vegetalLa fibra vegetal (presente en los carbohidratos complejos) presenta infinidad de beneficios, ayuda a la regulacin del colesterol, previene el cncer de colon, regula el trnsito intestinal y combate las subidas de glucosa en sangre (muy beneficiosa para los diabticos), aumenta el volumen de las heces y aumenta la sensacin de saciedad, esto puede servirnos de ayuda en las dietas de control de peso. Tambin se ha demostrado que los alimentos ricos en fibra soluble consiguen mayor efecto hipocolesterolemiante que los vegetales ricos en fibra insoluble como el salvado al modular la absorcin de grasas, colesterol y azcares en el intestino. El requerimiento diario aconsejado es de 30 gramos al da, obtenida a travs de frutas, verduras, legumbres y cereales integrales. Grandes ingestas de fibra (ms de 30 g. al da) tiene efectos perjudiciales ya que afecta la absorcin de ciertos nutrientes como el calcio, el zinc y el hierro. La fibra diettica no se considera un nutriente ya que carece de valor calrico, razn por la cual nuestro organismo no puede absorberla ni metabolizarla para obtener energa. Engloba a todas aquellas sustancias vegetales que nuestro aparato digestivo no puede digerir, actuando fundamentalmente sobre el trnsito intestinal combatiendo el estreimiento.

LpidoFosfolpidos organizados en liposomas, micelas y bicapa lipdica. Los lpidos son un conjunto de molculas orgnicas, la mayora biomolculas, compuestas principalmente por carbono e hidrgeno y en menor medida oxgeno, aunque tambin pueden contener fsforo, azufre y nitrgeno, que tienen como caracterstica principal el ser hidrofbicas o insolubles en agua y s en solventes orgnicos como la bencina, el alcohol, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lpidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las

grasas son slo un tipo de lpidos procedentes de animales. Los lpidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energtica (triglicridos), la estructural (fosfolpidos de las bicapas) y la reguladora (esteroides). Los Lpidos tambin funcionan para el desarrollo del cerebro, el metabolismo y el crecimiento.

Caractersticas generalesLos lpidos ms abundantes son las grasas,que puede ser de origen animal o vegetal. Los lpidos son biomolculas muy diversas; unos estn formados por cadenas alifticas saturadas o insaturadas, en general lineales, pero algunos tienen anillos (aromticos). Algunos son flexibles, mientras que otros son rgidos o semiflexibles hasta alcanzar casi una total Flexibilidad mecnica molecular; algunos comparten carbonos libres y otros forman puentes de hidrgeno. La mayora de los lpidos tiene algn tipo de carcter polar, adems de poseer una gran parte apolar o hidrofbico ("que le teme al agua" o "rechaza al agua"), lo que significa que no interacta bien con solventes polares como el agua. Otra parte de su estructura es polar o hidroflica ("que ama el agua" o "que tiene afinidad por el agua") y tender a asociarse con solventes polares como el agua; cuando una molcula tiene una regin hidrfoba y otra hidrfila se dice que tiene carcter anfiptico. La regin hidrfoba de los lpidos es la que presenta solo tomos de carbono unidos a tomos de hidrgeno, como la larga "cola" aliftica de los cidos grasos o los anillos de esterano del colesterol; la regin hidrfila es la que posee grupos polares o con cargas elctricas, como el hidroxilo (OH) del colesterol, el carboxilo (COO) de los cidos grasos, el fosfato (PO4) de los fosfolpidos,etc

[editar] Clasificacin bioqumicaLos lpidos son un grupo muy heterogneo que usualmente se clasifican en dos grupos, atendiendo a que posean en su composicin cidos grasos (lpidos saponificables) o no lo posean (lpidos insaponificables). Lpidos saponificables Simples. Lpidos que slo contienen carbono, hidrgeno y oxgeno. Acilglicridos. Son steres de cidos grasos con glicerol. Cuando son slidos se les llama grasas y cuando son lquidos a temperatura ambiente se llaman aceites. Cridos (ceras) Complejos. Son los lpidos que adems de contener en su molcula carbono, hidrgeno y oxgeno, tambin contienen otros elementos como nitrgeno, fsforo, azufre u otra biomolcula como un glcido. A los lpidos complejos tambin se les llama lpidos de membrana pues son las principales molculas que forman las membranas celulares. Fosfolpidos Fosfoglicridos Fosfoesfingolpidos Glucolpidos Cerebrsidos Ganglisidos

Lpidos insaponificables Terpenoides Esteroides Eicosanoides

[editar] Lpidos saponificables[editar] cidos grasos

Estructura 3D del cido linoleico, un tipo de cido graso. En rojo se observa la cabeza polar correspondiente a un grupo carboxilo. rtculo principal: cido graso Son las unidades bsicas de los lpidos saponificables, y consisten en molculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada con un nmero par de tomos de carbono (12-24) y un grupo carboxilo terminal. La presencia de dobles enlaces en el cido graso reduce el punto de fusin. Los cidos grasos se dividen en saturados e insaturados. Saturados. Sin dobles enlaces entre tomos de carbono; por ejemplo, cido lurico, cido mirstico, cido palmtico, cido margrico, cido esterico, cido araqudico y cido lignogrico. Insaturados. Los cidos grasos insaturados se caracterizan por poseer dobles enlaces en su configuracin molecular. stas son fcilmente identificables, ya que estos dobles enlaces hacen que su punto de fusin sea menor que en el resto. Se presentan ante nosotros como lquidos, como aquellos que llamamos aceites. Este tipo de alimentos disminuyen el colesterol en sangre y tambin son llamados cidos grasos esenciales. Los animales no son capaces de sintetizarlos, pero los necesitan para desarrollar ciertas funciones fisiolgicas, por lo que deben aportarlos en la dieta. La mejor forma y la ms sencilla para poder enriquecer nuestra dieta con estos alimentos, es aumentar su ingestin, es decir, aumentar su proporcin respecto los alimentos que consumimos de forma habitual.Con uno o ms dobles enlaces entre tomos de carbono; por ejemplo, cido palmitoleico, cido oleico, cido eladico, cido linoleico, cido linolnico y cido araquidnico y cido nervnico. Los denominados cidos grasos esenciales no pueden ser sintetizados por el organismo humano y son el cido linoleico, el cido linolnico y el cido araquidnico, que deben ingerirse en la dieta. [editar] Propiedades fsicoqumicas Carcter anfiptico. Ya que el cido graso esta formado por un grupo carboxilo y una cadena hidrocarbonada, esta ltima es la que posee la caracterstica hidrfoba; por lo cual es responsable de su insolubilidad en agua. Punto de fusin: Depende de la longitud de la cadena y de su nmero de insaturaciones, siendo los cidos grasos insaturados los que requieren menor energa para fundirse. Esterificacin. Los cidos grasos pueden formar steres con grupos alcohol de otras molculas. Saponificacin. Por hidrlisis alcalina los steres formados anteriormente dan lugar a jabones (sal del cido graso)

Autooxidacin. Los cidos grasos insaturados pueden oxidarse espontneamente, dando como resultado aldehdos donde existan los dobles enlaces covalentes.

EsteroideMolcula de esterano o ciclopentano-perhidro-fenantreno. Colesterol, el precursor de muchos otros esteroides. Los esteroides son derivados del ncleo del ciclopentanoperhidrofenantreno o esterano que se compone de carbono e hidrgeno formando cuatro anillos fusionados, tres hexagonales y uno pentagonal; posee 17 tomos de carbono. En los esteroides esta estructura bsica se modifica por adicin de diversos grupos funcionales, como carbonilos e hidroxilos (hidrfilos) o cadenas hidrocarbonadas (hidrfobas).

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1 Estructura qumica 2 Funciones 3 Referencias 4 Vase tambin

[editar] Estructura qumicaEl ncleo de esterano es bastante rgido con una estructura prcticamente plana. Las sustancias derivadas de este ncleo posee grupos metilo (-CH3) en las posiciones 10 y 13 que representan los carbonos 18 y 19, as como un carbonilo o un hidroxilo en el carbono 3; generalmente existe tambin una cadena hidrocarbonada lateral en el carbono 17; la longitud de dicha cadena y la presencia de metilos, hidroxilos o carbonilos determina las diferentes estructuras de estas sustancias.1

[editar] FuncionesEn los mamferos, como el ser humano, cumplen importantes funciones: Reguladora: Algunos regulan los niveles de sal y la secrecin de bilis. Estructural: El colesterol es un esteroide que forma parte de la estructura de las membranas de las clulas junto con los fosfolpidos. Adems, a partir del colesterol se sintetizan los dems esteroides.Tambien evita el congelamiento de las membranas a bajas temperaturas. Hormonal: Las hormonas esteroides son:

Corticoides: glucocorticoides y mineralocorticoides. Existen mltiples frmacos con actividad corticoide, como la prednisona. Hormonas sexuales masculinas: son los andrgenos, como la testosterona y sus derivados, los anabolizantes andrognicos esteroides; estos ltimos llamados simplemente esteroides. Hormonas sexuales femeninas. Vitamina D y sus derivados.

Las hormonas esteroides tienen en comn que: Se sintetizan a partir del colesterol. Son hormonas lipfilas que atraviesan libremente la membrana plasmtica, se unen a un receptor citoplasmtico, y este complejo receptor-hormona tiene su lugar de accin en el ADN del ncleo celular, activando genes o modulando la transcripcin del ADN.

Entre los esteroides se pueden destacar los esteroles. Funcin heptica Los AE pueden provocar efectos adversos profundos sobre el hgado. Esto es particularmente cierto para los AE administrados por va oral. Los AE administrados por va parenteral parecen tener efectos menos serios sobre el hgado. El cipionato de testosterona, el enantato de testosterona y otros anablicos esteroides inyectables parecen tener pocos efectos adversos sobre el hgado. Sin embargo, se han reportado lesiones hepticas luego de la administracin de nortestosterona por va parenteral, y tambin ocasionalmente luego de la inyeccin de steres de testosterona. La influencia de los AE sobre la funcin heptica ha sido estudiada ampliamente. La mayora de los estudios involucran a pacientes hospitalizados quienes son tratados durante perodos prolongados por varias enfermedades, tales como anemia, insuficiencia renal, impotencia, y disfuncin de la glndula pituitaria. En pruebas clnicas, el tratamiento con anablicos esteroides result en una reduccin de la funcin secretora heptica. Adems, se observaron colestasis heptica, reflejado por picazn e ictericia y pelios heptica Las vitaminas son substancias qumicas no sintetizables por el organismo, presentes en pequeas cantidades en los alimentos y son indispensables para la vida, la salud, la actividad fsica y cotidiana.

VITAMINAS

Las vitaminas no producen energa y por tanto no implican caloras. Intervienen como catalizador en las reacciones bioqumicas provocando la liberacin de energa. En otras palabras, la funcin de las vitaminas es la de facilitar la transformacin que siguen los sustratos a travs de las vas metablicas.

Identificar las vitaminas ha llevado a que hoy se reconozca, por ejemplo, que en el caso de los deportistas haya una mayor demanda vitamnica por el incremento en el esfuerzo fsico, probndose tambin que su exceso puede influir negativamente en el rendimiento. Conociendo la relacin entre el aporte de nutrientes y el aporte energtico, para asegurar el estado vitamnico correcto, es siempre ms seguro privilegiar los alimentos de fuerte densidad nutricional (legumbres, cereales y frutas) por sobre los alimentos meramente calricos. Vitaminas Liposolubles Lic. Marcela Licata - zonadiet.com En este grupo entran las vitaminas A, D, E y K. Las mismas son solubles en los cuerpos grasos, son poco alterables, y el organismo puede almacenarlas fcilmente. Dado que el organismo puede almacenarlas como reserva, su carencia estara basada en malos hbitos alimentarios. Vitamina Funcin (interviene en) A Intervienen en el crecimiento, Hidratacin de piel, mucosas pelo, uas, dientes y huesos. Ayuda a la buena visin. Es un antioxidante natural. Fuente

Hgado, Yema de huevo, Lcteos, Zanahorias, Espinacas, Broccoli, Lechuga, Radiccio, Albaricoques, Damasco, Durazno, Melones, Mamn

D

Regula el metabolismo Hgado, Yema de huevo, del calcio y tambin en el Lcteos, Germen de metabolismo del fsforo. trigo, Luz solar Antioxidante natural. Estabilizacin de las membranas celulares. Protege los cidos grasos. Coagulacin sangunea. Aceites vegetales, Yema de huevo, Hgado, Panes integrales, Legumbres verdes, Cacahuate, Coco, Vegetales de hojas verdes Harinas de pescado, Hgado de cerdo, Coles, Espinacas

E

K

Al igual que la Vitamina C, las vitaminas A y E poseen propiedades antioxidantes. Respecto de los vnculos existentes entre las vitaminas y el deporte, o el rendimiento en los deportes, en los estudios realizados se observa que la vitamina E, por su funcin de estabilizadora de la estructura de las membranas y por sus propiedades antioxidantes, ha sido utilizada ampliamente entre los

atletas. Si bien algunos trabajos que se basan en estudios controlados, indican una incidencia positiva en el rendimiento, muchos otros, demuestran una incidencia escasa de este suplemento en el rendimiento deportivo. Vitaminas Hidrosolubles Lic. Marcela Licata - zonadiet.com Este grupo esta conformado por las vitaminas B, la vitamina C y otros compuestos anteriormente considerados vitaminas como son el cido flico, pantotnico, la biotina y carnitina. Dentro de este grupo de vitaminas, las reservas en el organismo no revisten importancia, por lo que la alimentacin diaria debe aportar y cubrir diariamente las necesidades vitamnicas. Esto, se debe justamente a que al ser hidrosolubles su almacentamiento es mnimo. La necesidad de vitaminas hidrosolubles debe siempre tener en cuenta el nivel de actividad fsica del individuo, dado que el ejercicio activa numerosas reacciones metablicas cuyas vitaminas son las coenzimas. As se llega a una situacin en la que para las actividades fsicas intensas, existen riesgos de carencias y por tanto aparecen los suplementos. Compuesto Funcin (interviene en) Participa en el funcionamiento del sistema nervioso. interviene en el metabolismo de glcidos y el crecimiento y mantenimiento de la piel. Metabolismo de prtidos y glcidos Efectua una actividad oxigenadora y por ello interviene en la respiracin celular, la integridad de la piel, mucosas y el sistema ocular por tanto la vista. Metabolismo de prtidos, glcidos y lpidos Interviene en la circulacin sangunea, el crecimiento, la cadena respiratoria y el sistema nervioso. Fuente

Vitamina B1

Carnes, yema de huevo, levaduras, legumbres secas, cereales integrales, frutas secas.

Vitamina B2

Carnes y lcteos, cereales, levaduras y vegetales verdes

Vitamina B3

Carnes, hgado y rin, lcteos, huevos, en cereales integrales, levadura y legumbres

Interviene en la asimilacin de carbohidratos, protenas y lpidos. acido La sintesis del hierro, formacin de la pantotnico insulina y reducir los niveles de colesterol en sangre.

Cereales integrales, hgado, hongos, pollo, broccoli.

Vitamina B6

Metabolismo de protenas y aminocidos Formacin de glbulos rojos, clulas y hormonas. Ayuda al equilibrio del sodio y del potasio. Cataliza la fijacin de dixido de carbono en la sntesis de los cidos grasos. Interviene en la formacin de la hemoglobina, y en la obtencin de energa a partir de la glucosa. Crecimiento y divisin celular. Formacin de glbulos rojos

Yema de huevos, las carnes, el hgado, el rin, los pescados, los lcteos, granos integrales, levaduras y frutas secas

biotina

Hgado vacuno, manes, caj chocolate y huevos.

cido flico

Carnes, hgado, verduras verdes oscuras y cereales integrales.

carnitina

Interviene en el transporte de cidos grasos hacia el interior de las clulas. Reduce los niveles de trigliceridos y Principalmente en carnes y colesterol en sangre. lacteos. Reduce el riesgo de depositos grasos en el hgado. Elaboracin de clulas Sintesis de la hemoglobina Sistema nervioso

Vitamina B12

Sintetizada por el organismo. No presente en vegetales. Si aparece en carnes y lacteos.

Formacin y mantenimiento del colgeno Vitamina C Antioxidante Ayuda a la absorcin del hierro nohmico.

Vegetales verdes, frutas ctricas y papas

NUCLETIDOS Y CIDOS NUCLEICOS La informacin que dicta las estructuras de la enorme variedad de molculas de protenas que se encuentran en los organismos est codificada en molculas conocidas como cidos nucleicos.. La informacin contenida en los cidos nucleicos es transcripta y luego traducida a las protenas. Son las protenas las molculas que finalmente ejecutarn las "instrucciones" codificadas en los cidos nucleicos. As como las protenas estn formadas por cadenas largas de aminocidos, los cidos nucleicos estn formados por cadenas largas de nucletidos. Un nucletido, sin embargo, es una molcula ms compleja que un aminocido. Est formado por tres subunidades: un grupo fosfato, un azcar de cinco carbonos y una base nitrogenada; esta ltima tiene las propiedades de una base y, adems, contiene nitrgeno.

La subunidad de azcar de un nucletido puede ser ribosa o bien desoxirribosa. Como puede verse, la diferencia estructural entre estos dos azcares es leve. En la ribosa, el carbono 2 lleva un tomo de hidrgeno por encima del plano del anillo y un grupo hidroxilo por debajo del plano; en la desoxirribosa, el grupo hidroxilo del carbono 2 est reemplazado por un tomo de hidrgeno. Los nucletidos pueden unirse en cadenas largas por reacciones de condensacin que involucran a los grupos hidroxilo de las subunidades de fosfato y de azcar. En la figura se muestra una molcula de RNA que, como se observa, est formada por una sola cadena de nucletidos. Las molculas de DNA, en cambio, constan de dos cadenas de nucletidos enrrolladas sobre s mismas, formando una doble hlice. La ribosa es el azcar en los nucletidos que forman cido ribonucleico (RNA) y la desoxirribosa es el azcar en los nucletidos que forman cido desoxirribonucleico (DNA). Hay cinco bases nitrogenadas diferentes en los nucletidos, que son los sillares de construccin de los cidos nucleicos. Dos de ellas, la adenina y la guanina, se conocen como purinas. Las otras tres, citosina, timina y uracilo se conocen como pirimidinas. Las cinco bases nitrogenadas de los nucletidos que constituyen los cidos nucleicos. a) La adenina y la guanina aparecen tanto en el DNA como en el RNA, al igual que la citosina. b) La timina, tambin una pirimidina, se encuentra en el DNA, pero no en el RNA y el uracilo, una tercera pirimidina, se encuentra en el RNA, pero no en el DNA. La adenina, la guanina y la citosina se encuentran tanto en el DNA como en el RNA, mientras que la timina se encuentra slo en el DNA y el uracilo slo en el RNA. Aunque sus componentes qumicos son muy semejantes, el DNA y el RNA desempean papeles biolgicos muy diferentes. El DNA es el constituyente primario de los cromosomas de las clulas y es el portador del mensaje gentico. La funcin del RNA es transcribir el mensaje gentico presente en el DNA y traducirlo a protenas. El descubrimiento de la estructura y funcin de estas molculas es hasta ahora, indudablemente, el mayor triunfo del enfoque molecular en el estudio de la biologa. Los nucletidos, adems de su papel en la formacin de los cidos nucleicos, tienen una funcin independiente y vital para la vida celular. Cuando un nucletido se modifica por la unin de dos grupos fosfato, se convierte en un transportador de energa, necesario para que se produzcan numerosas reacciones qumicas celulares. La energa contenida en los glcidos de reserva como el almidn y el glucgeno, y en los lpidos, viene a ser como el dinero depositado a plazo fijo; no es asequible fcilmente. La energa de la glucosa es como el dinero en una cuenta corriente, accesible, pero no tanto como para realizar todas las operaciones cotidianas. La energa en los nucletidos modificados, en cambio, es como el dinero de bolsillo, disponible en cantidades convenientes y aceptado en forma generalizada.Esquema de una molcula de ATP (adenosn trifosfato).

La nica diferencia entre el ATP y el AMP (adenosn monofosfato) es la unin de dos grupos fosfato adicionales. Aunque esta diferencia en la frmula puede parecer pequea, es la clave del funcionamiento del ATP en los seres vivos. Los enlaces que unen los tres grupos fosfato son relativamente dbiles, y pueden romperse con cierta facilidad por hidrlisis. Los productos de la reaccin ms comn son el ADP-adenosn di fosfato- un grupo fosfato y energa. Esta energa al desprenderse, puede ser utilizada para producir otras reacciones qumicas.La hidrlisis del ATP.

Con la adicin de una molcula de agua al ATP, un grupo fosfato se separa de la molcula. Los productos de la reaccin son el ADP, un grupo fosfato libre y energa. Alrededor de unas 7 Kcaloras de energa se liberan por cada mol de ATP hidrolizado. La reaccin puede ocurrir en sentido contrario si se aportan las 7 Kcaloras por mol necesarias.

cido desoxirribonucleico

ADN redirige aqu. Para otras acepciones, vase ADN (desambiguacin). DNA redirige aqu. Para otras acepciones, vase DNA (desambiguacin). Situacin del ADN dentro de una clula. El cido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (y tambin DNA, del ingls deoxyribonucleic acid), es un tipo de cido nucleico, una macromolcula que forma parte de todas las clulas. Contiene la informacin gentica usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus, y es responsable de su transmisin hereditaria. Desde el punto de vista qumico, el ADN es un polmero de nucletidos, es decir, un polinucletido. Un polmero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre s, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN, cada vagn es un nucletido, y cada nucletido, a su vez, est formado por un azcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina A, timina T, citosina C o guanina G) y un grupo fosfato que acta como enganche de cada vagn con el siguiente. Lo que distingue a un vagn (nucletido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando slo la secuencia de sus bases. La disposicin secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la informacin gentica: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucletidos, en la que las dos hebras estn unidas entre s por unas conexiones denominadas puentes de hidrgeno. Para que la informacin que contiene el ADN pueda ser utilizada por la maquinaria celular, debe copiarse en primer lugar en unos trenes de nucletidos, ms cortos y con unas unidades diferentes, llamados ARN. Las molculas de ARN se copian exactamente del ADN mediante un proceso denominado transcripcin. Una vez procesadas en el ncleo celular, las molculas de ARN pueden salir al citoplasma para su utilizacin posterior. La informacin contenida en el ARN se interpreta usando el cdigo gentico, que especifica la secuencia de los aminocidos de las protenas, segn una correspondencia de un triplete de nucletidos (codn) para cada aminocido. Esto es, la informacin gentica (esencialmente: qu protenas se van a producir en cada momento del ciclo de vida de una clula) se halla codificada en las secuencias de nucletidos del ADN y debe traducirse para poder funcionar. Tal traduccin se realiza usando el cdigo gentico a modo de diccionario. El diccionario "secuencia de nucletido-secuencia de aminocidos" permite el ensamblado de largas cadenas de aminocidos (las protenas) en el citoplasma de la clula. Por ejemplo, en el caso de la secuencia de ADN indicada antes (ATGCTAGATCGC...), la ARN polimerasa utilizara como molde la cadena complementaria de dicha secuencia de ADN (que sera TAC-GAT-CTA-GCG-...) para transcribir una molcula de ARNm que se leera AUG-CUA-GAU-CGC-... ; el ARNm resultante, utilizando el cdigo gentico, se traducira como la secuencia de aminocidos metionina-leucina-cido asprticoarginina-... Las secuencias de ADN que constituyen la unidad fundamental, fsica y funcional de la herencia se denominan genes. Cada gen contiene una parte que se transcribe a ARN y otra que se encarga de definir cundo y dnde deben expresarse. La informacin contenida en los genes (gentica) se

emplea para generar ARN y protenas, que son los componentes bsicos de las clulas, los "ladrillos" que se utilizan para la construccin de los orgnulos u organelos celulares, entre otras funciones. Dentro de las clulas, el ADN est organizado en estructuras llamadas cromosomas que, durante el ciclo celular, se duplican antes de que la clula se divida. Los organismos eucariotas (por ejemplo, animales, plantas, y hongos) almacenan la mayor parte de su ADN dentro del ncleo celular y una mnima parte en elementos celulares llamados mitocondrias, y en los plastos y los centros organizadores de microtbulos o centrolos, en caso de tenerlos; los organismos procariotas (bacterias y arqueas) lo almacenan en el citoplasma de la clula, y, por ltimo, los virus ADN lo hacen en el interior de la cpsida de naturaleza proteica. Existen multitud de protenas, como por ejemplo las histonas y los factores de transcripcin, que se unen al ADN dotndolo de una estructura tridimensional determinada y regulando su expresin. Los factores de transcripcin reconocen secuencias reguladoras del ADN y especifican la pauta de transcripcin de los genes. El material gentico completo de una dotacin cromosmica se denomina genoma y, con pequeas variaciones, es caracterstico de cada especie.

cido ribonucleicoARN redirige aqu. Para otras acepciones, vase ARN (desambiguacin). RNA redirige aqu. Para otras acepciones, vase RNA (desambiguacin). ARN mensajero. El cido ribonucleico (ARN o RNA, de RiboNucleic Acid, su nombre en ingls) es un cido nucleico formado por una cadena de ribonucletidos. Est presente tanto en las clulas procariotas como en las eucariotas, y es el nico material gentico de ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra. En los organismos celulares desempea diversas funciones. Es la molcula que dirige las etapas intermedias de la sntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta informacin vital durante la sntesis de protenas (produccin de las protenas que necesita la clula para sus actividades y su desarrollo). Varios tipos de ARN regulan la expresin gnica, mientras que otros tienen actividad cataltica. El ARN es, pues, mucho ms verstil que el ADN

ClulaPara otros usos de este trmino, vase Clula (desambiguacin). Micrografa al microscopio electrnico de barrido de clulas de Escherichia coli. Una clula (del latn cellula, diminutivo de cellam, celda, cuarto pequeo) es la unidad morfolgica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la clula es el elemento de menor tamao

que puede considerarse vivo.1 De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos segn el nmero de clulas que posean: si slo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscpicos); si poseen ms, se les llama pluricelulares. En estos ltimos el nmero de clulas es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (1014), como en el caso del ser humano. Las clulas suelen poseer un tamao de 10 m y una masa de 1 ng, si bien existen clulas mucho mayores. La teora celular, propuesta en 1839 por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos estn compuestos por clulas, y que todas las clulas derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interaccin entre clulas adyacentes; adems, la tenencia de la informacin gentica, base de la herencia, en su ADN permite la transmisin de aqulla de generacin en generacin.2 La aparicin del primer organismo vivo sobre la Tierra suele asociarse al nacimiento de la primera clula. Si bien existen muchas hiptesis que especulan cmo ocurri, usualmente se describe que el proceso se inici gracias a la transformacin de molculas inorgnicas en orgnicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas; tras esto, dichas biomolculas se asociaron dando lugar a entes complejos capaces de autorreplicarse. Existen posibles evidencias fsiles de estructuras celulares en rocas datadas en torno a 4 o 3,5 miles de millones de aos (giga-aos o Ga.).3 4 Las evidencias de la presencia de vida basadas en desviaciones de proporciones isotpicas son anteriores (cinturn supracortical de Isua, 3,85 Ga.).[a] Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las clulas de arqueas y bacterias) y las eucariotas (divididas tradicionalmente en animales y vegetales, si bien se incluyen adems hongos y protistas, que tambin tienen clulas con propiedades caractersticas).

III. LOS COMPONENTES CELULARES

AUNQUE se han esbozado algunas funciones de los componentes celulares, en esta seccin se intentarn detallar las principales funciones de las estructuras de una clula. Empezaremos de fuera hacia adentro, a partir de la pared celular, esa envoltura protectora que recubre a la membrana, y que no todas las clulas tienen, y terminaremos con el ncleo y el citosol. Debe aclararse que no todos los componentes existen en todas las clulas, y que la descripcin del cloroplasto, por ejemplo, correspondera a una clula vegetal. En las bacterias, por otra parte, slo hay membranas y citosol y el ncleo no tiene una estructura definida. LA PARED CELULAR Y LA PROTECCIN DE LAS CLULAS Las bacterias, como muchos otros microorganismos, y las clulas vegetales estn cubiertas por una membrana plasmtica relativamente dbil y semejante a la de muchas otras clulas. Sin embargo, por sus propias caractersticas de vida libre y por estar sujetas a una variedad muy grande de ambientes, muchos de ellos inhspitos, adems de la membrana requieren de una pared adicional protectora. La figura III.1 es una micrografa de la pared celular del quiste de una amiba y en ella se muestra una estructura de fibras entrecruzadas, todas de polmeros de azcares, de gran resistencia, que sirven para proteger a la clula.

Figura III.1 La envoltura celular de una amiba. Una resistente malla de fibras de azcares polimerizados protege a muchas clulas del dao que el ambiente adverso le puede causar. La pared celular funciona en parte como proteccin mecnica, pero tal vez su papel principal consista en proteger a la clula de los cambios en la presin osmtica interna, que se generan por la gran cantidad de sustancias que contiene, cuando en el exterior hay una baja concentracin de sustancias disueltas. Las sustancias disueltas en una clula se comportan como las molculas de un gas comprimidas dentro de un tanque, y generan una fuerza que llamamos presin. Si un microorganismo o una levadura o el quiste de una amiba se colocan en agua, se produce una presin de varias atmsferas, por la cantidad de sustancias disueltas en el interior. De no existir la pared, se producira de inmediato la ruptura de la membrana celular. Para tener idea de la presin que se puede desarrollar en un microorganismo en esas condiciones, se le puede comparar con la del neumtico de un coche que se llena de aire a una presin aproximada de dos atmsferas. En este caso, la resistencia de la pared evita que estalle. En las clulas vegetales y microorganismos, la presin osmtica que se ejerce sobre la pared llega a ser de 15 a 20 atmsferas cuando se les coloca en el agua. No es difcil imaginar la resistencia que debe tener la pared para evitar que la clula se rompa. La naturaleza nos ofrece muchos ejemplos de la relevancia de la pared celular. Muchas clulas viven en medios hipotnicos, prcticamente agua pura; en el caso de las amibas, por ejemplo, la forma de transmisin de unos individuos a otros es el quiste, que rodeado de su fuerte pared resiste esas presiones. Uno de los antibiticos ms conocidos, la penicilina, acta bloqueando la sntesis de los componentes de la pared celular de algunos microorganismos. En presencia del antibitico, stos se desarrollan sin esa proteccin y mueren ante los ambientes de menor presin osmtica. LA MEMBRANA CELULAR Como ya se mencion, durante mucho tiempo se consider a la membrana celular como una estructura inerte, si acaso con poros ms o menos especficos para la entrada y la salida por mecanismos poco claros de los diferentes materiales que la clula debe captar o expulsar al

medio en que se encuentra. En la actualidad, este concepto ha cambiado (vase el captulo I) y el modelo es el de una estructura fundamental, constituida por fosfolpidos, en la cual se encuentran embebidas otras numerosas molculas, principalmente protenas, que tienen diferentes actividades. El lector interesado puede consultar en esta misma serie el volumen 18, Las membranas de las clulas, que explica con ms detalle las funciones de estas estructuras. La mayor parte de las clulas mantiene en su citoplasma una composicin y, casi siempre, una concentracin de sustancias disueltas notablemente diferente del medio que las rodea; aun en las clulas de los animales superiores, que viven en un ambiente prcticamente invariable, la composicin del citoplasma celular es muy diferente de la del medio que lo rodea. Es relativamente sencillo explicar el hecho de que la membrana de la clula impida la salida o la entrada de las molculas de gran tamao, como las protenas, los cidos nucleicos o los polisacridos; y tambin se puede explicar que las molculas polares o cargadas deban mantenerse de un lado o del otro de la membrana. Esta situacin requiere mecanismos especiales que muevan sustancias de un lado al otro de la membrana, pero que al mismo tiempo puedan distinguir entre unas y otras; por otra parte, no es raro encontrar molculas o iones que se transportan en las membranas, del lado en donde se encuentran en menor concentracin, hacia aquel en que sta es mayor. Son estos movimientos a travs de las membranas lo que se conoce con el nombre de transporte. El fenmeno del transporte a travs de una membrana ocurre de una manera muy sencilla. Para atravesar la doble capa de fosfolpidos que constituye la base estructural de la membrana y la separacin entre ambos lados, una molcula o ion requieren de la presencia de un sistema de transporte, o acarreador, o un poro especifico, capaz de permitirle el paso de un lado a otro de la membrana. Estos sistemas de transporte, para permitir el paso de la sustancia en cuestin, primero deben reconocerla entre lo que puede ser un sinnmero de otras molculas que se encuentran en los lquidos que baan a las clulas. El transporte puede tener dos variantes. En un caso se trata de una sustancia que haya de pasar de una mayor concentracin a una menor, es decir, a favor del de su tendencia natural, como sucede cuando las molculas de una gota de tinta en agua se mueven de donde hay ms hacia donde hay menos, para finalmente llegar a una concentracin igual en toda la solucin; en estos casos, dentro de la complejidad de las molculas de protenas, es de esperar que el acarreador sea una molcula relativamente simple, que lo nico que debe hacer es seleccionar las molculas que deben pasar y dejar que lo hagan segn su tendencia natural. Pero existe otro caso, que no es raro en las clulas y microorganismos, en el cual se captura una sustancia que se encuentra en el medio a una concentracin relativamente baja, y se le introduce a la clula, en la cual la concentracin es mucho mayor. El caso ms frecuente es quiz el del ion de potasio (K+), y el de otros materiales nutritivos que en muchas clulas se encuentran en concentraciones mayores que en el ambiente. En este caso, si el transporte se realiza en contra del gradiente de concentracin, los componentes de la membrana deben invertir energa para llevarlo a cabo. En numerosas ocasiones, el sistema de transporte mismo es capaz de utilizar directamente la energa de la hidrlisis del ATP (adenosn trifosfato) para realizar el transporte. Este es el llamado sistema de translocadores primarios. En la figura III.2 se presentan dos tipos de transporte directo.

Figura III.2. Un traslocador o acarreador simple slo reconoce a las molculas que ha de dejar pasar, y les permite el paso a travs de la membrana. Un traslocador activo necesita de una fuente de energa, que puede ser ATP o la derivada del transporte de los electrones. Otros acarreadores son verdaderos poros, que sin embargo, distinguen entre unas sustancias y otras. Independientemente de la posibilidad de reconocer y transportar sustancias en un sentido y en otro, previo reconocimiento de las mismas, las membranas tienen tambin la posibilidad de reconocer otras sustancias con fines definidos, para establecer contacto con el exterior. El reconocimiento ms claro y conocido de este tipo es probablemente el de las hormonas; numerosas clulas pueden reconocer estmulos o seales del exterior, y no slo eso, pues como consecuencia de la interaccin con ellas producen respuestas bien definidas, que pueden ser cambios fisiolgicos o metablicos discretos en un principio, pero que llegan a tener efectos profundos en un individuo. Un solo ejemplo de stos es el de la insulina, hormona producida por el pncreas, que aumenta la velocidad con que la glucosa entra a las clulas, principalmente las musculares y las adiposas, con la participacin de receptores especficos en la membrana celular. Siendo ste un mecanismo normal para modular el comportamiento metablico de las clulas, cuando falta en forma total o disminuye la produccin de la hormona aparecen los trastornos, que se traducen en el padecimiento llamado diabetes. Existen tambin sistemas especiales de reconocimiento, que permiten la agregacin de las clulas que son semejantes. Inclusive las esponjas, organismos primitivos, tienen sistemas de reconocimiento que permiten la adhesin de clulas de la misma especie, y que impiden la adhesin entre diferentes especies. En algunas membranas se localizan funciones ms especializadas, como la movilidad de las amibas y otros protozoarios con movimiento amiboide; las mismas clulas musculares deben establecer contactos entre los materiales contrctiles del interior y la membrana, para producir efectivamente la contraccin o acortamiento de la fibra. En otras clulas, la membrana elimina al exterior o toma de l sustancias, mediante la formacin de vesculas que se producen al englobarlas. La fagocitosis y la exocitosis son ejemplos de este fenmeno; en la primera, la membrana envuelve a una partcula o grupo de ellas, se cierra luego a su derredor, y forma

finalmente una vescula que se desprende de la membrana y pasa al citoplasma, convirtindose en una vacuola digestiva mediante la interaccin de esa vescula con un lisosoma (figura III.3). Es lgico suponer que funciones como las descritas implican la participacin de grandes nmeros de componentes, que hacen de la membrana celular una estructura ms complicada todava.

Figura III.3. La fagocitosis. La clula engulle alguna partcula y luego la digiere en el interior de las vesculas digestivas que se forman. En las bacterias, que no poseen organelos en su interior, la membrana externa los sustituye y se encarga de un buen nmero de funciones que en otras clulas y organismos estn asignadas a ellos. Como se ver ms adelante, la fosforilacin oxidativa y la fotosntesis son funciones realizadas en las mitocondrias y en los cloroplastos, respectivamente. Estas funciones requieren de una estructura membranosa cerrada, pero como las bacterias no cuentan ms que con la membrana externa, es ah donde se realizan. La semejanza que hay entre la membrana externa de las bacterias y la membrana interna de las mitocondrias ha dado lugar a que se considere, con cierto grado de certeza, que las mitocondrias y los cloroplastos resultaron de la inclusin de bacterias en el interior de las clulas.

Los sistemas no membranosos son en cluloas eucariotas vegetales y animales: 1 La Pared celular( solo en vegetales). 2 El citosol 3 Los Ribosomas libres y agrupados( polisomas) 4 El ster o Centro Celular( propio de animales). 5 Microtbulos( cilios, flagelos y centrolos).

LOS ORGANELOS CELULARES Dentro de esta denominacin se incluye una serie de grandes formaciones intracelulares, como las mitocondrias, el retculo endoplsmico, o hasta el ncleo mismo; casi todos ellos representan de alguna forma estructuras en las que, o bien una membrana es la base, o al menos es componente principal de ellas. Algunos han definido con claridad su papel funcional dentro de la clula, mientras que otros apenas empiezan a conocer su significado fisiolgico. De cualquier manera, el conocimiento actual de cada una de estas formaciones celulares es suficiente para tener una idea de la organizacin funcional que existe dentro de las clulas.

RespiracinDiagrama del intercambio pulmonar de gases en la respiracin. Por respiracin generalmente se entiende al proceso fisiolgico indispensable para la vida de organismos aerbicos.Gracias a la respiracin podemos tener energa y logramos llevar a cabo nuestra alimentacin y nuestra vida diaria de una manera adecuada. Segn los distintos hbitats, los distintos seres vivos aerbicos han desarrollado diferentes sistemas de intercambio de gases: cutneo, traqueal, branquial, pulmonar. Consiste en un intercambio gaseoso osmtico (o por difusin) con su medio ambiente en el que se capta oxgeno, necesario para la respiracin celular, y se desecha dixido de carbono, como subproducto del metabolismo energtico y vapor de agua. Plantas y animales, lo mismo que otros organismos de metabolismo equivalente, se relacionan a nivel macroecolgico por la dinmica que existe entre respiracin y fotosntesis. En la respiracin se emplean el oxgeno del aire, que a su vez es un producto de la fotosntesis oxignica, y se desecha dixido de carbono; en la fotosntesis se utiliza el dixido de carbono y se produce el oxgeno, necesario luego para la respiracin aerbica. La reaccin qumica global de la respiracin es la siguiente: C6 H12 O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energa (ATP) La respiracin no es solamente una actividad de los pulmones. Todo el organismo respira a travs del pulmn. Quien captura el oxgeno y quien expulsa el anhdrido carbnico es todo el organismo. Sus miles de millones de clulas consumen oxgeno incansablemente para liberar de los azcares la energa necesaria e indispensable para realizar sus actividades. En el proceso de inhalacin, llevamos oxgeno a la sangre y expulsamos el aire con el dixido de carbono indeseado. En la respiracin, tambin, llevamos consigo una gran cantidad de elementos contaminantes y polvo, pero la nariz cuenta con una serie de filamentos que sirven de filtro para retener aquellos de mayor tamao. De ah, que se recomienda realizar el proceso de respiracin

por la nariz. La boca no cuenta con estos filtros y desde luego no est preparada para retener ese tipo de partculas nocivas para nuestra salud.

La respiracin aerbica es un tipo de metabolismo energtico en el que los seres vivos extraen energa de molculas orgnicas, como la glucosa, por un proceso complejo en el que el carbono es oxidado y en el que el oxgeno procedente del aire es el oxidante empleado. En otras variantes de la respiracin, muy raras, el oxidante es distinto del oxgeno (respiracin anaerbica). La respiracin aerbica es el proceso responsable de que la mayora de los seres vivos, los llamados por ello aerobios, requieran oxgeno. La respiracin aerbica es propia de los organismos eucariontes en general y de algunos tipos de bacterias. El oxgeno que, como cualquier gas, atraviesa sin obstculos las membranas biolgicas, atraviesa primero la membrana plasmtica y luego las membranas mitocondriales, siendo en la matriz de la mitocondria donde se une a electrones y protones (que sumados constituyen tomos de hidrgeno) formando agua. En esa oxidacin final, que es compleja, y en procesos anteriores se obtiene la energa necesaria para la fosforilacin del ATP. En presencia de oxgeno, el cido pirvico, obtenido durante la fase primera anaerobia o gluclisis, es oxidado para proporcionar energa, dixido de carbono y agua. A esta serie de reacciones se le conoce con el nombre de respiracin aerbica. La reaccin qumica global de la respiracin es la siguiente: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 36 energa (ATP)

Contenido[ocultar] 1 Etapas de la respiracin aerbica

1.1 Glucolisis 1.2 Descarboxilacin oxidativa del cido pirvico 1.3 Ciclo de Krebs 1.4 Cadena respiratoria y fosforilacin oxidativa

[editar] Etapas de la respiracin aerbicaPara facilitar su estudio, la respiracin aerobia se ha subdividido en las siguientes etapas:

[editar] GlucolisisArtculo principal: Glucolisis Esquema de la respiracin celular. Durante la gluclisis, una molcula de glucosa es oxidada y dividida en dos molculas de cido pirvico (piruvato). En esta ruta metablica se obtienen dos molculas netas de ATP y se reducen dos molculas de NAD+; el nmero de carbonos se mantiene constante (6 en la molcula

inicial de glucosa, 3 en cada una de las molculas de cido pirvico). Todo el proceso se realiza en el citosol de la clula. La glicerina (glicerol) que se forma en la liplisis de los triglicridos se incorpora a la gluclisis a nivel del gliceraldehdo 3 fosfato. La desaminacin oxidativa de algunos aminocidos tambin rinde piruvato; que tienen el mismo destino metablico que el obtenido por gluclisis.

[editar] Descarboxilacin oxidativa del cido pirvicoArtculo principal: Descarboxilacin oxidativa El cido pirvico penetra en la matriz mitocondrial donde es procesado por el complejo enzimtico piruvato deshidrogenasa, el cual realiza la descarboxilacin oxidativa del piruvato; descarboxilacin porque se arranca uno de los tres carbonos del cido pirvico (que se desprende en forma de CO2) y oxidativa porque, al mismo tiempo se le arrancan dos tomos de hidrgeno (oxidacin por deshidrogenacin), que son captados por el NAD+, que se reduce a NADH. Por tanto; el piruvato se transforma en un radical acetilo (-CO-CH3, cido actico sin el grupo hidroxilo) que es captado por el coenzima A (que pasa a acetil-CoA), que es el encargado de transportarlo al ciclo de Krebs. Este proceso se repite dos veces, una para cada molcula de piruvato en que se escindi la glucosa.

Ciclo de KrebsArtculo principal: Ciclo de Krebs El ciclo de Krebs es una ruta metablica cclica que se lleva a cabo en la matriz mitocondrial y en la cual se realiza la oxidacin de los dos acetilos transportados por el acetil coenzima A, provenientes del piruvato, hasta producir dos molculas de CO2, liberando energa en forma utilizable, es decir poder reductor (NADH, FADH2) y GTP. Para cada glucosa se producen dos vueltas completas del ciclo de Krebs, dado que se haban producido dos molculas de acetil coenzima A en el paso anterior; por tanto se ganan 2 GTPs y se liberan 4 molculas de CO2. Estas cuatro molculas, sumadas a las dos de la descarboxilacin oxidativa del piruvato, hacen un total de seis, que es el nmero de molculas de CO2 que se producen en respiracin aerbica (ver ecuacin general).

La fermentacin lctica es una ruta metablica anaerbica que ocurre en el citosol de la clula, en la cual se oxida parcialmente la glucosa para obtener energa y donde el producto de desecho es el cido lctico. Este proceso lo realizan muchas bacterias (llamadas bacterias lcticas), hongos, algunos protozoos y muchos tejidos animales; en efecto, la fermentacin lctica tambin se verifica en el tejido muscular cuando, a causa de una intensa actividad motora, no se produce una aportacin adecuada de oxgeno que permita el desarrollo de la respiracin aerbica. Cuando el cido lctico se acumula en las clulas musculares produce sntomas asociados con la fatiga muscular. Algunas clulas, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias de manera que se ven obligadas a

obtener energa por medio de la fermentacin lctica; por el contrario, el parnquima muere rpidamente ya que no fermenta, y su nica fuente de energa es la respiracin aerbica.

[editar] ProcesoPara que algo fermente, de haber presencia de oxigeno y y una cierta temperatura (calor), de tal manera que se reproducen ciertas mircoorganismos y al multiplicarse, su producto de desecho le da ciertas propiedades diferentes.

[editar] AplicacionesUn ejemplo de este tipo de fermentacin es la acidificacin de la leche. Ciertas bacterias (Lactobacillus, Streptococcus), al desarrollarse en la leche utilizan la lactosa (azcar de leche) como fuente de energa. La lactosa, al fermentar, produce energa que es aprovechada por las bacterias y el cido lctico es eliminado. La coagulacin de la leche (cuajada) resulta de la precipitacin de las protenas de la leche, y ocurre por el descenso de pH debido a la presencia de cido lctico. Este proceso es la base para la obtencin del yogur. El cido lctico, dado que otorga acidez al medio, tiene excelentes propiedades conservantes de los alimentos. Ejemplos de esto ltimo son el chucrut y el ensilado de granos para forraje.

La fermentacin alcohlica La fermentacin alcohlica consiste en la descomposicin de los azcares contenidos en el mosto: glucosa y fructuosa en etanol o alcohol etlico y en anhdrido carbnico, corrientemente llamado gas carbnico, que, expresada en trminos qumicos, se establece la ecuacin ya formulada por Gay-Lussac en el ao 1820. C6H1206 glucosa = 2(CH3CH2OH) etanol anhdrido carbnico + 2 CO2

Es decir, una molcula de glucosa produce 2 de etanol y 2 de anhdrido carbnico, lo que, traducido en peso, supone que 180 g de glucosa producen 92 g de etanol y 88 g de anhdrido carbnico. La causa de la fermentacin alcohlica fue demostrada por Pasteur, que descubri que sta no era ms que el resultante de un fenmeno bioqumico, la vida de un ser vivo unicelular, la levadura, el cual, en lugar de tomar el oxgeno que precisa para su proceso respiratorio directamente del aire, lo toma de otra sustancia, en este caso la glucosa o la fructosa del mosto a las que descompone. Este tipo de respiracin propia de muchos organismos vivos, entre ellos las levaduras, recibe el nombre de respiracin anaerobia. En resumen, la fermentacin alcohlica no es ms que el resultado del proceso respiratorio anaerobio de unos seres vivos, llamados vulgarmente levaduras. Este proceso, demostrado ya por

Pasteur, que la reaccin de Gay-Lussac no se cumple completamente, slo en un 95 %, siendo el 5 % restante una serie de sustancias como glicerina, cido succnico, etc., producidas en lugar de alcohol y de anhdrido carbnico, resultantes del proceso metablico de las levaduras. Antes de explicar qu son las levaduras, sus procesos y reacciones, incidiremos en un fenmeno de gran importancia prctica para la seguridad del fabricante de vino, es decir, con la produccin de anhdrido carbnico. El anhdrido carbnico o gas carbnico (CO2), se encuentra normalmente en pequea proporcin en el aire. Es un gas inerte, pero al ser ms denso que el aire se deposita en las partes bajas, primero a ras del suelo y luego paulatinamente, subiendo mientras desplaza el aire y, por lo tanto, el oxgeno que nos es preciso para respirar, llenando completamente los lagares y bodegas, sobre todo si estn enterradas en el suelo. Antes de entrar en un lagar debemos tomar las precauciones pertinentes. En consecuencia, comprobaremos el nivel de oxgeno mediante una llama. En caso de que se apague, significa que falta oxgeno. Ventilaremos convenientemente el lagar hasta comprobar que la disminucin de anhdrido carbnico es suficiente. Teniendo en cuenta que 1 1 de gas carbnico pesa 2 g, 180 g de glucosa producirn 90 1 de gas carbnico; estos 180 g de glucosa estn contenidos en 2 1 de mosto aproximadamente, lo que nos indica que 2 1 de mosto producen 90 1 de gas carbnico. Puede observarse, en forma experimental, el curso de la fermentacin alcohlica, bastar colocar en una botella blanca y transparente que permita la perfecta visin de unos 75 cm3 de mosto recin obtenido. Se tapar la botella con una torunda de algodn para evitar posibles contaminaciones debidas a diversos microorganismos distintos a las levaduras y presentes en el polvo en suspensin. Al cabo de pocos das, el mosto entra en actividad, empieza la fermentacin, el gas carbnico empieza a desprenderse en forma de pequeas burbujas, primero a una cadencia lenta que, paulatinamente, va acelerndose, hasta llegar a ser tumultuosa. Las burbujas se forman en el fondo de la botella y atraviesan toda la capa de mosto hasta llegar a la superficie donde estallan. En el fondo de la botella donde se originan las burbujas, se forma un depsito amarillo que al principio no exista y que va en aumento hasta que permanece inalterable. En este momento, cesa paulatinamente el desprendimiento de burbujas. La fermentacin ha terminado, por haberse terminado el azcar del mosto ya completamente convertido en alcohol. El lquido claro resultante, ya no es ni viscoso, ni dulce, ya no es mosto, es vino y puede separarse del depsito amarillo del fondo formado por el conjunto o colonia de levaduras originadas por la sucesiva reproduccin de unas pocas introducidas, al principio, con el mosto y procedentes de la parte exterior de la cubierta del grano de uva. Si se examina al microscopio una pequea parte del depsito amarillo formado por las levaduras, podremos observar pequeos corpsculos, separados o reunidos, formando rosarios de forma esfrica o elptica. Su tamao es de unas 10 micras, o sea, que seran necesarias 100 levaduras colocadas en fila para cubrir la longitud de un milmetro. Levaduras Las levaduras son unos hongos que pertenecen al grupo de los ascomicetos, cuya caracterstica es el aparato reproductor en forma de asca, o sea, una clula especial de paredes recias que contienen, en su interior, una serie de otras pequeas clulas, las ascos poras, reproductoras. Estas ascosporas son transportadas por el viento y los insectos a los racimos en su poca de maduracin, adhirindose a la pruina o capa cerosa de la cubierta del grano, de donde pasarn al mosto despus del estrujado de la uva, empezando en el seno de ste su desarrollo y formacin de colonias.

Dentro del grupo de los ascomicetos, las levaduras pertenecen a la familia de las sacaromicetceas, cuyas caractersticas comunes son: ser unicelulares, de forma esfrica u ovoide, presentarse libres o formando colonias filamentosas, cubiertas de una membrana celulsica fina que va aumentando de tamao a medida que se desarrolla; en el interior, se encuentra el protoplasma de constitucin albuminoidea y, en el centro, el ncleo de forma esfrica y junto a l una gran vacuola que contiene las sustancias de reserva para su metabolismo: enzimas, vitaminas, compuestos fosfricos, hidratos de carbono, etc. La reproduccin de las levaduras, adems de la ya citada por ascas que tiene origen sexual, puede ser de forma sexuada por escisin y por gemacin. En la reproduccin por escisin, el ncleo se divide en dos, la clula se alarga, se forma un tabique, dividindose asimismo la clula en dos, cada una con su ncleo, resultando as 2 clulas iguales que aumentarn de tamao hasta alcanzar el tamao natural de las levaduras, formando nuevas colonias de levaduras. En la reproduccin por gemacin, el ncleo de la levadura se desplaza hacia la periferia cerca de la membrana, la cual se alarga formando una pequea protuberancia o yema, donde se desplaza una pequea porcin del ncleo; esta yema con su ncleo se separa de la clula madre, formando una espora, la cual, al desarrollarse, alcanza el tamao de la levadura. Estos 2 sistemas de reproduccin son los que tienen lugar en el transcurso de la fermentacin: ambos son muy rpidos, produciendo una sola levadura millones de otras levaduras hijas. La reproduccin por ascas se presenta cuando las condiciones ambientales se hacen desfavorables al desarrollo de las levaduras; entonces, en lugar de las reproducciones asexuales anteriores, se forman unas esporas de resistencia, cubiertas de una membrana que les permite resistir en forma latente hasta que las condiciones de vida en el mosto vuelvan a ser favorables y se reanude el ciclo vital de las levaduras. Las ascas tienen origen sexual; al ser originadas por la copulacin o unin de 2 levaduras que actan como gametos, llamados monogametos por ser iguales; de la unin de los ncleos y posterior divisin del ncleo resultante de ambas resultan las ascosporas. Levaduras alcoholizantes La familia de las sarcaromicetceas est formada por varios gneros, entre ellos el Saccbaromyces, que comprende numerosas especies, casi todas ellas capaces de producir en mayor o menor grado la fermentacin alcohlica. Todas ellas tienen propiedades bastante anlogas: producen la fermentacin de la glucosa, fructosa, manosa, maltosa, sacarosa, etc.; no producen la fermentacin de la lactosa y slo parcialmente la de galactosa y rafinosa, siendo sus caractersticas biolgicas, morfolgicas y reproductoras muy iguales. Las siguientes especies son las ms importantes en relacin a la obtencin del vino. Saccharornyces ellipsoideus o levadura elptica, tiene forma alargada de 8 a 9 micras; es la causante de la fermentacin de la mayor parte del mosto, puede llegar a producir hasta 17 alcohlicos y es bastante resistente a la accin del gas sulfuroso, del que tolera hasta una concentracin de 250 mg/l. Domina todo el proceso de fermentacin desde las fases iniciales al final. Saccharomyces oviformis, tiene forma y tamao igual a la especie anterior, mayor poder alcoholizante, continuando la fermentacin cuando la anterior ha dejado de actuar, siendo igualmente resistente a la accin del gas sulfuroso. Saccharomyces acidifaciens, la clula es ms alargada que las anteriores, tiene menos poder alcoholizante, slo llega a los 10 y es ms resistente al gas sulfuroso, 400 mg/l. Saccharomyces Rosei, tiene forma esfrica y es de menor tamao que las anteriores, produce

fermentaciones lentas, pudiendo fermentar grandes concentraciones de azcar, alcanzando entre los 8 y los 14. Saccharomyces apiculatus, tambin llamado Kb eckera apiculatus, es muy abundante, representando, junto con el S. Ellipsoideus, el 80-90 % del total de las levaduras que se encuentran en el racimo. Tiene un poder alcohlico muy bajo, slo de 4 a 5, con rendimiento tambin muy bajo, precisando 20 g de azcar para producir un grado alcohlico y produciendo, adems, mucha acidez voltil. Se trata de la levadura que inicia la fermentacin, quedando pronto eliminada al aumentar la riqueza alcohlica del mosto y siendo sustituida por el S. elbipsoideus. Es poco resistente al gas carbnico. Saccharomyces Pasterianus y S. Ludvigi, son muy resistentes a altas concentraciones alcohlicas y de gas sulfuroso. Y el Schizosaccbaromyces p Maley, que tiene la propiedad de destruir el cido mlico y, por lo tanto, desacidificar al mosto. Turabo psis bacillaris, son pequeas clulas esfricas de poder alcoholgeno bajo slo hasta 101 1. Se encuentra, principalmente, en los mostos procedentes de uvas podridas, slo tiene reproduccin por escisin. En el proceso fermentatvo, los primeros pasos son debidos ala Kloeckera apiculata y Turalo psis bacillaris, pronto eliminadas por su poca resistencia a la concentracin alcohlica y al gas sulfuroso. Posteriormente el mosto es rpidamente invadido porla Saccharomyces ellipsoideus, responsable de casi la totalidad del proceso. Finalmente, slo queda la accin lenta del Saccharomyces ov/ormis, que completa la fermentacin alcanzando el mximo grado de alcohol. La Turalo psis y otros microorganismos que se encuentran en el mosto y que no son propiamente levaduras, son causantes de una serie de fermentaciones diferentes a la alcohlica; causantes del picado o acidez del vino y otras enfermedades o quiebras del vino con el resultado de que ste tenga sabor desagradable o agrio. Pertenecen a los gneros Mycroderma, Torula, Picca, etc. Metabolismo de las levaduras Las levaduras estn compuestas de un 75 % de agua y de un 25 % de sustancias slidas. De stas, un 25 a 40 % son hidratos de carbono, un 2 a 5 % grasas, un 2 a 5 % prtidos y un 5 a 10 % materias minerales. Las levaduras encuentran todos estos componentes en cantidad suficiente en el mosto. Las levaduras, al carecer de clorofila, no pueden realizar la sntesis de los hidratos de carbono, sino que tienen que encontrarlos ya formados en el medio donde se desarrollan, en este caso el mosto. Para su respiracin, las levaduras pueden coger el oxgeno del aire, respiracin aerobia o bien de una sustancia donde se encuentre combinado, respiracin anaerobia, en este caso de los azcares. En la respiracin aerobia, se produce la destruccin total de los azcares en anhdrido carbnico y agua, con fuerte desprendimiento de energa, segn: C6H1206 + 602 = 6C02 6H20 + 647 caloras En sta se reproducen rpidamente las levaduras con gran consumo de azcar; 1 g de levadura slo puede transformar 4 g de azcar. En la respiracin anaerobia, la reaccin es incompleta, slo se produce alcohol y anhdrid carbnico con menos desprendimiento de energa. C6H1206 = 2 CH3 CH2OH + 2 CO2 + 33 caloras. En esta reaccin basta 1g de levadura para transformar 100g de azcar. Los azcares, llamados disacridos, formados por la unin de 2 monosacridos, como en el caso

de la sacarosa que est formada por la unin de la glucosa y la fructosa, tienen que sufrir una hidrlisis bajo la accin del fermento unido a las levaduras dando lugar a los monosacridos, antes indicados, en los que actuarn las levaduras produciendo la fermentacin alcohlica. El nitrgeno preciso para la vida de las protenas lo encuentran en mosto en forma de protenas, las cuales deben ser degradadas a aminocidos para que puedan ser asimiladas. Adems del oxgeno procedente de los azcares, las levaduras precisan del oxgeno libre para poder desarrollarse actuando como acelerantes de su proceso metablico. En las levaduras existen una serie de fermentos o catalizadores gracias a los cuales puede verificarse su desarrollo. La accin reductora capaz de transformar los azcares en alcohol, la verifican las levaduras gracias a una serie de enzimas que reciben en conjunto el nombre de cimasas. La fermentacin alcohlica se verifica en varias fases sucesivas, precisando para ella como mnimo 51 enzimas y 3 coenzimas. Entre estos fermentos, uno de los ms importantes es la carboxilasa, que transforma al cido piruvico en acetaldehdo, y la alcoholasa, que transforma el acetaldehdo en alcohol. Tambin es muy importante para el metabolismo de las levaduras la proteasa, que transforma a las protenas en aminocidos.

Se conoce como sntesis de protenas al proceso por el cual se componen nuevas protenas a partir de los veinte aminocidos esenciales. En estre proceso, se transcribe el ADN en ARN. La sntesis de protenas se realiza en los ribosomas situados en el citoplasma celular.

En el proceso de sntesis, los aminocidos son transportados por ARN de transferencia correspondiente para cada aminocido hasta el ARN mensajero donde se unen en la posicin adecuada para formar las nuevas protenas. Al finalizar la sntesis de una protena, se libera el ARN mensajero y puede volver a ser leido, incluso antes de que la sntesis de una protena termine, ya puede comenzar la siguiente, por lo cual, el mismo ARN mensajero puede utilizarse por varios ribosomas al mismo tiempo. A continuacin puedes ver ms informacin sobre en qu consiste el proceso de la sntesis de protenas, cuales son sus fases y los pasos que se realizan en cada fase de la sntesis de proteinas.

Fases de las sntesis de protenasLa realizacin de la biosntesis de las protenas, se divide en las siguientes fases: Fase de activacin de los aminocidos. Fase de traduccin que comprende: Inicio de la sntesis proteica. Elongacin de la cadena polipeptdica. Finalizacin de la sntesis de protenas. Asociacin de cadenas polipeptdicas y, en algunos casos, grupos prostsicos para la constitucin de las protenas.

Fase de activacin de los aminocidosMediante la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa y de ATP, los aminocidos pueden unirse ARN especfico de transferencia, dando lugar a un aminoacil-ARNt. En este proceso se libera AMP y fosfato y tras l, se libera la enzima, que vuelve a actuar.

Inicio de la sntesis proteicaEn esta primera etapa de sntesis de protenas, el ARN se une a la subunidad menor de los ribosomas, a los que se asocia el aminoacil-ARNt. A este grupo, se une la subunidad ribosmica mayor, con lo que se forma el complejo activo o ribosomal. Leer ms sobre la fase de iniciacin de la sntesis de protenas.

Elongacin de la cadena polipeptdica

ADN en sintesis de proteinas

El complejo ribosomal tiene dos centros o puntos de unin. El centro P o centro peptidil y el centro A. El radical amino del aminocido inciado y el radical carboxilo anterior se unen mediante un enlace peptdico y se cataliza esta unin mediante la enzima peptidil-transferasa. De esta forma, el centro P se ocupa por un ARNt carente de aminocido. Seguidamente se libera el ARNt del ribosoma producindose la translocacin ribosomal y quedando el dipeptil-ARNt en el centro P. Al finalizar el tercer codn, el tercer aminoacil-ARNt se sita en el centro A. A continuacin se forma el tripptido A y despus el ribosoma procede a su segunda translocacin. Este proceso puede repetirse muchas veces y depende del nmero de aminocidos que intervienen en la sntesis. Leer ms sobre la fase de elongacin de la sntesis de protenas.

Finalizacin de la sntesis de protenas.En la finalizacin de la sntesis de protenas, aparecen los llamados tripletes sin sentido, tambin conocidos como codones stop. Estos tripletes son tres: UGA, UAG y UAA. No existe ARNt tal que su anticodn sea complementario. Por ello, la sntesis se interrumpe y esto indica que la cadena polipeptdica ha finalizado. Leer ms sobre la fase de terminacin de la sntesis de protenas. Traduccin del ARN Iniciacin de la sntesis de protenas El ARNm se une a la subunidad menor de los ribosomas. A stos se asocia el aminoacil-ARNt, gracias a que el ARNt tiene en una de sus asas un triplete de nucletidos denominado anticodn, que se asocia al primer triplete

codn del ARNm segn la complementariedad de las bases. A este grupo de molculas se une la subunidad ribosmica mayor, formndose el complejo ribosomal o complejo activo. El primer codn que se traduce es AUG, que corresponde con el aminocido metionina en eucariotas. En procariotas es la fenilmetionina. Elongacin de la cadena polipeptdica El complejo ribosomal posee El centro peptidil o centro P, donde se sita el primero aminoacil-ARNt y el centro aceptor de nuevos aminoacil-ARNt o centro A. El radical carboxilo (-COOH) del aminocido iniciado se une con el radical amino (NH2) del aminocido siguiente mediante enlace peptdico. El centro P queda ocupado por un ARNt sin aminocido. El ARNt sin aminocido sale del ribosoma. Se produce la translocacin ribosomal. El dipeptil-ARNt queda ahora en el centro P. Todo ello es catalizado por los factores de elongacin. Segn la terminacin del tercer codn, aparece el tercer aminoacil-ARNt y ocupa el centro A. Luego se forma el tripptido en A y posteriormente el ribosoma realiza su segunda translocacin.

Divisin celularComparacin de tres tipos de reproduccin celular. La divisin celular es una parte muy importante del ciclo celular en la que una clula inicial se divide para formar clulas hijas. Gracias a la divisin celular se produce el crecimiento de los organismos pluricelulares con el crecimiento de los Tejidos (biologa) y la reproduccin vegetativa en seres unicelulares. Los seres pluricelulares reemplazan su dotacin celular gracias a la divisin celular y suele estar asociada con la diferenciacin celular. En algunos animales la divisin celular se detiene en algn momento y las clulas acaban envejeciendo. Las clulas senescentes se deterioran y mueren debido al envejecimiento del cuerpo. Las clulas dejan de dividirse porque los telmeros se vuelven cada vez ms cortos en cada divisin y no pueden proteger a los cromosomas como tal.

MeiosisMeiosis es una de las formas de la reproduccin celular. Este proceso se realiza en las glandulas sexuales para la produccion de gametos. Es un proceso de divisin celular en el cual una clula diploide (2n) experimenta dos divisiones sucesivas, con la capacidad de generar cuatro clulas haploides (n).En los organismos con reproduccion sexual tiene importancia ya que es el mecanismo por el que se producen los vulos y espermatozoides (gametos). 1 Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmticas, llamadas primera y segunda divisin meitica o simplemente meiosis I y meiosis II. Ambas comprenden profase, metafase, anafase y telofase.

Visin general de la meiosis. En la interfase se duplica el material gentico. En meiosis I los cromosomas homlogos se reparten en dos clulas hijas, se produce el fenmeno de entrecruzamiento. En meiosis II, al igual que en una mitosis, cada cromtida migra hacia un polo. El resultado son 4 clulas hijas haploides (n). Durante la meiosis los miembros de cada par homlogo de cromosomas se emparejan durante la profase, formando bivalentes. Durante esta fase se forma una estructura proteica denominada complejo sinaptonmico, permitiendo que se produzca la recombinacin entre ambos cromosomas homlogos. Posteriormente se produce una gran condensacin cromosmica y los bivalentes se sitan en la placa ecuatorial durante la primera metafase, dando lugar a la migracin de n cromosomas a cada uno de los polos durante la primera anafase. Esta divisin reduccional es la responsable del mantenimiento del nmero cromosmico caracterstico de cada especie. En la meiosis II, las cromtidas hermanas que forman cada cromosoma se separan y se distribuyen entre los ncleos de las clulas hijas. Entre estas dos etapas sucesivas no existe la etapa S (replicacin del ADN). La maduracin de las clulas hijas dar lugar a los gametos.

MitosisMicrografa de una clula mittica pulmonar de tritn. Cromosomas homlogos en mitosis (arriba) y meiosis(abajo). En biologa, la mitosis (del griego mitos, hebra) es un proceso que ocurre en el ncleo de las clulas eucariticas y que precede inmediatamente a la divisin celular, consistente en el reparto equitativo del material hereditario (ADN) caracterstico.1 Normalmente concluye con la formacin de dos ncleos separados (cariocinesis), seguido de la particin del citoplasma (citocinesis), para formar dos clulas hijas. La mitosis completa, que produce clulas genticamente idnticas, es el fundamento del crecimiento, de la reparacin tisular y de la reproduccin asexual. La otra forma de divisin del material gentico de un ncleo se denomina meiosis y es un proceso que, aunque comparte mecanismos con la mitosis, no debe confundirse con ella ya que es propio de la divisin celular de los gametos (produce clulas genticamente distintas y, combinada con la fecundacin, es el fundamento de la reproduccin sexual y la variabilidad gentica).

Contenido[ocultar] 1 Introduccin 2 Fases del ciclo celular 2.1 Interfase

2.1.1 Profase 2.1.2 Prometafase 2.1.3 Metafase 2.1.4 Anafase 2.1.5 Telofase 2.1.6 Citocinesis

3 Consecuencias de la mitosis 4 Errores en la mitosis 5 Endomitosis 6 Vase tambin 7 Referencias 8 Enlaces externos

[editar] IntroduccinLa mitosis es el tipo de divisin del ncleo celular por el cual se conservan los organelos y la informacin gentica contenida en sus cromosomas, que pasa de esta manera a las clulas hijas resultantes de la mitosis. La mitosis es igualmente un verdadero proceso de multiplicacin celular que participa en el desarrollo, el crecimiento y la regeneracin del organismo. Este proceso tiene lugar por medio de una serie de operaciones sucesivas que se desarrollan de una manera continua, y que para facilitar su estudio han sido separadas en varias etapas. Esquema que muestra de manera resumida lo que ocurre durante la mitosis. El resultado esencial de la mitosis es la continuidad de la informacin hereditaria de la clula madre en cada una de las dos clulas hijas. El genoma se compone de una determinada cantidad de genes organizados en cromosomas, hebras de ADN muy enrolladas que contienen la informacin gentica vital para la clula y el organismo. Dado que cada clula debe contener completa la informacin gentica propia de su especie, la clula madre debe hacer una copia de cada cromosoma antes de la mitosis, de forma que las dos clulas hijas reciban completa la informacin. Esto ocurre durante la fase S de la interfase, el perodo que alterna con la mitosis en el ciclo celular y en el que la clula entre otras cosas se prepara para dividirse.2 Tras la duplicacin del ADN, cada cromosoma consistir en dos copias idnticas de la misma hebra de ADN, llamadas cromtidas hermanas, unidas entre s por una regin del cromosoma

llamada centrmero.3 Cada cromtida hermana no se considera en esa situacin un cromosoma en s mismo, sino parte de un cromosoma que provisionalmente consta de dos cromtidas. En animales y plantas, pero no siempre en hongos o protistas, la envoltura nuclear que separa el ADN del citoplasma se desintegra, desapareciendo la frontera que separaba el contenido nuclear del citoplasma. Los cromosomas se ordenan en el plano ecuatorial de la clula, perpendicular a un eje definido por un huso acromtico. ste es una estructura citoesqueltica compleja, de forma ahusada, constituido por fibras que son filamentos de microtbulos. Las fibras del huso dirigen el reparto de las cromtidas hermanas, una vez producida su separacin, hacia los extremos del huso. Por convenio cientfico, a partir de este momento cada cromtida hermana s se considera un cromosoma completo, y empezamos a hablar de cromosomas hermanos para referirnos a las estructuras idnticas que hasta ese momento llambamos cromtidas. Como la clula se alarga, las fibras del huso tiran por el centrmero a los cromosomas hermanos dirigindolos cada uno a uno de los polos de la clula. En las mitosis ms comunes, llamadas abiertas, la envoltura nuclear se deshace al principio de la mitosis y se forman dos envolturas nuevas sobre los dos grupos cromosmicos al acabar. En las mitosis cerradas, que ocurren por ejemplo en levaduras, todo el reparto ocurre dentro del ncleo, que finalmente se estrangula para formar dos ncleos separados.4 Se llama cariocinesis a la formacin de los dos ncleos con que concluye habitualmente la mitosis. Es posible, y ocurre en ciertos casos, que el reparto mittico se produzca sin cariocinesis (endomitosis) dando lugar a un ncleo con el material hereditario duplicado (doble nmero de cromosomas). La mitosis se completa casi siempre con la llamada citocinesis o divisin del citoplasma. En las clulas animales la citocinesis se realiza por estrangulacin: la clula se va estrechando por el centro hasta que al final se separa en dos. En las clulas de las plantas se realiza por tabicacin, es decir, las clulas hijas construyen una nueva regin de pared celular que dividir la una de la otra dejando puentes de citoplasma (plasmodesmos). Al final, la clula madre se parte por la mitad, dando lugar a dos clulas hijas, cada una con una copia equivalente y completa del genoma original. Cabe sealar que las clulas procariotas experimentan un proceso similar a la mitosis llamado fisin binaria. No se puede considerar que las clulas procariotas experimenten mitosis, dado que carecen de ncleo y nicamente tienen un cromosoma sin centrmero.5

[editar] Fases del ciclo celularDiagrama mostrando los cambios que ocurren en los centrosomas y el ncleo de una clula en el proceso de la di