jueves, 19 de noviembre de 2009

Tema para el 25 de noviembre

METABOLISMO CELULAR

El metabolismo es un conjunto de reacciones físicas y químicas, por las cuales, el organismo conserva su homeostasis (equilibrio). Para que una célula tenga metabolismo, es necesario que ingrese productos para su degradación y de esta forma obtener energía y materia prima para poder realizar sus funciones.

El metabolismo se divide en anabolismo y catabolismo.

Concepto de anabolismo y catabolismo.

• Anabolismo. Es un conjunto de reacciones por las que la célula sintetiza todos los materiales que requiere para hacer sus funciones. Sintetiza proteínas, carbohidratos, lípidos, etc. En resumen, es sintetizar moléculas más complejas a partir de moléculas más simples.

• Catabolismo. Es el conjunto de reacciones por las que la célula degrada moléculas complejas en moléculas simples para obtener energía necesaria para realizar sus funciones. En el ser humano la fuente principal de energía es el catabolismo de la glucosa, sin embargo en condiciones de ayuno, cuando no existe un suministro suficiente de glucosa para las células, los lípidos pasan a ser la principal fuente de energía.


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1. Respiración Anaerobia.


Es el tipo de respiración que no necesita oxígeno. Es llevada a cabo por células procariontes y algunas levaduras y en el ser humano puede realizarse en el músculo cuando tiene una demanda elevada de energía.

La principal vía de la respiración anaerobia es la Glucólisis.
Es la vía con la que se degrada la glucosa para obtener energía, y se compone de una serie de reacciones bioquímicas llevadas a cabo en el citoplasma.

Antes de empezar a explicar esa vía es necesario tener presente que: El ATP (Trifosfato de Adenosina) es la "moneda energética" de la célula ya que suministra la energía para el metabolismo.

La glucólisis tiene dos modalidades:

1. Glucólisis anaerobia. No necesita oxígeno y es llevada a cabo en el músculo en condiciones de alta demanda energética y en los organismos anaerobios.

Glucólisis anaerobia.

Una vez que entra la glucosa a las células, mediante una serie de reacciones catalizadas por enzimas, se convierte en piruvato, al no haber oxígeno, el piruvato se convierte en lactato mediante una enzima llamada lactato deshidrogenasa y aquí termina el metabolismo anaerobio.

2. Glucólisis aerobia. Necesita de oxígeno y es llevada a cabo en todos los organismos aerobios.

Glucólisis aerobia.

La glucosa entra a las células, por medio de una serie de reacciones se convierte en piruvato y debido a la presencia de oxígeno, el piruvato se descarboxila (se le quita C02) para formar Acetil Coenzima A que entra a la vía del Ciclo del Ácido Cítrico, por lo que la glucólisis es alimentadora del Ciclo del ácido cítrico, y con este se continúa el metabolismo aerobio. Productos y Balance energético de la glucólisis.

Productos. En sus reacciones, la glucólisis produce:

- En total 4 moléculas de ATP.

- Piruvato (en condiciones aerobias) o lactato (en condiciones anaerobias).

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Balance energético.

ATP producido = 4. ATP gastado = 2. ATP neto = 2.




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2. Proceso fotosintético.

Es la utilización de la energía luminosa para formar moléculas orgánicas ricas en energía química.

Importancia de la fotosíntesis.

Si no existiera la constante conversión de energía lumínica en energía química desaparecería toda la vida en la Tierra, ya que directa o indirectamente la mayor parte de los organismos no fotosintetizadores dependen de los que efectúan esta función para obtener el combustible que los mantiene vivos.

Ultraestructura del cloroplasto.

Son orgánulos característicos de las plantas superiores, tienen forma de disco de entre 4 y 6 micrómetros de diámetro y están rodeados de membrana doble.

El cloroplasto contiene en su interior una sustancia básica denominada estroma, la cual está atravesada por una red compleja de discos conectados entre sí y apilados en forma de platillo llamados lámelas a las cuales se encuentran adheridos los granulos de clorofila (pigmento fotosintético).

Los cloroplastos también contienen granulos de almidón, donde se almacenan productos de la fotosíntesis de forma temporal.

Productos finales.

enzimas

6C02 + 6H20 + Energía de luz ^> C6H1206 + 602


3. Respiración aerobia.

Este tipo de respiración requiere la presencia de oxígeno y se inicia con la glucólisis aerobia.

Ultraestructura de las mitocondrias.

La mitocondria, que tiene una longitud comprendida entre 0,5 y 1 micrómetro, está envuelta en una membrana doble. La membrana exterior lisa está separada de la interior por una película líquida. La membrana interior, replegada en unas estructuras llamadas crestas, rodea una matriz líquida que contiene gran cantidad de enzimas

0 catalizadores biológicos. Dentro de esta matriz líquida hay ácido desoxirribonucleico mitocondrial (ADNm), que contiene información sobre síntesis directa de proteínas.

Ciclo de Krebs y Cadena respiratoria.

Ciclo de Krebs.

Constituye una serie de reacciones realizadas en la mitocondria, que terminan en.el mismo producto inicial por eso es un ciclo.

Sus reacciones se inician con la condensación de la Acetil Coenzima A (producida a partir del piruvato de la glucólisis) con Oxaloacetato para formar Citrato de ahí que también se llama ciclo del ácido cítrico.

Después de una serie de reacciones se vuelve a formar Oxaloacetato para cerrar el ciclo. En las reacciones se produce:

> Una molécula de ATP

> 3 Moléculas de NADH que acarrean hidrógenos hacia la cadena respiratoria.

> Una molécula de FADH que acarrea hidrógenos hacia la cadena respiratoria.

> Los NADH rinden 3 ATPs en cadena respiratoria.

> El FADH rinde 2 ATPs en cadena respiratoria.

Balance energético.

1 ATP en el ciclo + 9 ATPs de los NADH + 2 ATPs del FADH = 12 ATP formados mediante el ciclo del Ácido cítrico.

jueves, 5 de noviembre de 2009

Tema para el 11 de noviembre

Clonación

Hay que diferenciar el uso de la palabra clonación en distintos contextos de la biología:

Si nos referimos al ámbito de la Ingeniería Genética, clonar es aislar y multiplicar en tubo de ensayo un determinado gen o, en general, un trozo de ADN. Sin embargo, Dolly no es producto de Ingeniería Genética. En el contexto a que nos referimos, clonar significa obtener uno o varios individuos a partir de una célula somática o de un núcleo de otro individuo, de modo que los individuos clonados son idénticos o casi idénticos al original.

En los animales superiores, la única forma de reproducción es la sexual, por la que dos células germinales o gametos (óvulo y espermatozoide) se unen, formando un zigoto (o huevo), que se desarrollará hasta dar el individuo adulto. La reproducción sexual fue un invento evolutivo (del que quedaron excluidas las bacteriasy muchos organismos unicelulares), que garantiza que en cada generación de una especie van a aparecer nuevas combinaciones de genes en la descendencia, que posteriormente será sometida a la dura prueba de la selección y otros mecanismos evolutivos. Las células de un animal proceden en última instancia de la división repetida y diferenciación del zigoto.

Las células somáticas, que constituyen los tejidos del animal adulto, han recorrido un largo camino "sin retorno", de modo que, a diferencia de las células de las primeras fases del embrión, han perdido la capacidad de generar nuevos individuos y cada tipo se ha especializado en una función distinta (a pesar de que, salvo excepciones, contienen el mismo material genético).

El primer experimento de clonaciónen vertebrados fue el de Briggs y King (1952), en ranas. En los años 70, Gurdon logró colecciones de sapos de espuelas ( Xenopus laevis) idénticos a base de insertar núcleos de células de fases larvarias tempranas en ovocitos (óvulos) a los que se había despojado de sus correspondientes núcleos. Pero el experimento fracasa si se usan como donadoras células de ranas adultas.

Desde hace unos años se vienen obteniendo mamíferos clónicos, pero sólo a partir de células embrionarias muy tempranas, debido a que aún no han entrado en diferenciación (y por lo tanto poseen la propiedadde pluripotencia). No es extraño pues el revuelo científico cuando el equipo de Ian Wilmut, del Instituto Roslin de Edimburgo comunicó que habían logrado una oveja por clonación a partir de una célula diferenciada de un adulto. Esencialmente el método (que aún presenta una alta tasa de fracasos) consiste en obtener un óvulo de oveja, eliminarle su núcleo, sustituirlo por un núcleo de célula de oveja adulta (en este caso, de las mamas), e implantarlo en una tercera oveja que sirve como "madre de alquiler" para llevar el embarazo. Así pues, Dolly carece de padre y es el producto de tres "madres": la donadora del óvulo contribuye con el citoplasma (que contiene, además mitocondrias que llevan un poco de material genético), la donadora del núcleo (que es la que aporta la inmensa mayoría del ADN), y la que parió, que genéticamente no aporta nada.

Científicamente se trata de un logro muy interesante, ya que demuestra que, al menos bajo determinadas circunstancias es posible "reprogramar" el material genético nuclear de una célula diferenciada (algo así como volver a poner a cero su reloj, de modo que se comporta como el de un zigoto). De este modo, este núcleo comienza a "dialogar" adecuadamente con el citoplasma del óvulo y desencadena todo el complejo proceso del desarrollo intrauterino.


Genoma humano

El Genoma Humano es el número total de cromosomas del cuerpo. Los cromosomas contienen aproximadamente 80.000 genes, los responsables de la herencia. La información contenida en los genes ha sido decodificada y permite a la ciencia conocer mediante tests genéticos, qué enfermedades podrá sufrir una persona en su vida. También con ese conocimiento se podrán tratar enfermedades hasta ahora incurables. Pero el conocimiento del codigo de un genoma abre las puertas para nuevos conflictos ético-morales, por ejemplo, seleccionar que bebes van a nacer, o clonar seres por su perfección.

Esto atentaría contra la diversidad biológica y reinstalaría entre otras la cultura de una raza superior, dejando marginados a los demás. Quienes tengan desventaja genética quedarían excluidos de los trabajos, compañías de seguro, seguro social, etc. similar a la discriminación que existe en los trabajos con las mujeres respecto del embarazo y los hijos.

Un genoma es el número total de cromosomas, o sea todo el D.N.A. (ácido desoxirribonucleico) de un organismo, incluido sus genes, los cuales llevan la información para la elaboración de todas las proteínas requeridas por el organismo, y las que determinan el aspecto, el funcionamiento, el metabolismo, la resistencia a infecciones y otras enfermedades, y también algunos de sus procederes.

En otras palabras, es el código que hace que seamos como somos. Un gen es la unidad física, funcional y fundamental de la herencia. Es una secuencia de nucleótidos ordenada y ubicada en una posición especial de un cromosoma. Un gen contiene el código específico de un producto funcional.

El DNA es la molécula que contiene el código de la información genética. Es una molécula con una doble hebra que se mantienen juntas por unioneslábiles entre pares de bases de nucleótidos. Los nucleótidos contienen las bases Adenina(A), guanina (G), citosina (C) y timina (T).
La importancia de conocer acabadamente el genoma es que todas las enfermedades tienen un componente genético, tanto las hereditarias como las resultantes de respuestas corporales al medio ambiente.
Se llama genoma a la totalidad del material genético de un organismo. El genoma humano tiene entre 50.000 y 100.000 genes distribuidos entre los 23 pares de cromosomas de la célula. Cada cromosoma puede contener más de 250 millones de pares de bases de ADN y se estima que la totalidad del genoma tiene aproximadamente 3.000 millones de pares de bases.
El ADN analizado en el Proyectogenoma humano procede por lo general de pequeñas muestras de sangre o de tejidos obtenidas de personas diferentes. Aunque los genes del genoma de cada individuo están formados por secuencias de ADN exclusivas, se estima que la variación media de los genomas de dos personas distintas es muy inferior al 1%. Por tanto, las muestras de ADN humano de distintas fuentes presentan muchas más similitudes que diferencias.