ANATOMOFISIOLOGÍA

Los sistemas vivos:¿Cómo definimos un sistema vivo?

Hay disciplinas que buscan la verdad (epistemología)La ciencia, la teología, la filosofía. Nosotros nos vamos a referir a la ciencia.Para plantear una hipótesis tengo que ver mi pregunta.¿Qué le podemos preguntar a la ciencia?

¿Dónde?: la espacialidad de un fenómeno.

Ej. ¿Dónde ocurre la respiración celular?, ¿dónde ocurre la síntesis de proteínas? ¿Dónde ocurre la síntesis de DNA?

¿Cuándo? : La temporalidad del fenómeno.

Ej. ¿Cuándo ocurren los procesos?, ¿Cuándo ocurre la síntesis de DNA en la célula?

¿Cómo?: El mecanismo del fenómeno

Ej. ¿Cómo ocurre el fenómeno?, ¿Cómo ocurre la respiración celular?

¿Qué no me puedo preguntar en ciencia?

¿Por qué? : Los por qué no son demostrables, no son planteables desde el punto de vista del método científico.Por lo tanto hay que tener cuidado con lo que preguntamos en ciencia, los por qué, ¿por qué existimos?, se lo podremos consultar a los teólogos o filósofos

¿Cómo definimos los sistemas vivos? (supuesto)

Hipótesis responde a la pregunta (en forma positiva) (es la parte creativa)

Ahora para definir un sistema vivo nos vamos a referir a esas tres preguntas.

Para definir un sistema vivo debemos diferenciar dos cosas, la estructura de un sistema y la organización de un sistema.

La estructura es la forma, la apariencia, el morfoEj. Si vemos las sillas, hay distintas formas de sillas: sillas de playa, de sala de clases, etc. A pesar de ser distintas son todas sillas con distintas formas.

La organización de un sistema es como los elementos que forman ese sistema están relacionados en el tiempo y en el espacio.

Ej. El sistema es un conjunto de elementos (conjunto de células, conjunto de moléculas, etc.), la organización, es cómo esos elementos se relacionan en el tiempo y en el espacio.

Los seres vivos tienen una característica única que los diferencia de los seres no vivos, pueden generar y mantener su propia organización, este concepto se denomina AUTOPOIESIS.Somos seres autopoieticos.

Mantener constante su organización ¿qué significa esto?: significa mantener constante cada elemento que sale, el que lo reemplaza debe mantener la misma relación espaciotemporal con el medio. Siempre estamos intercambiando materia.A medida que el hombre fue generando el conocimiento lo fue haciendo en forma antropocéntrica, el centro de todo el conocimiento es el hombre, el centro del universo es el hombre y por tanto la razón del universo es el hombre.A medida que la ciencia ha ido avanzando se han ido derribando esas ideas. El primer golpe lo dio Galileo, que dijo que la tierra era parte del universo y no centro de él. El otro gran golpe lo dio Darwin, al decir que todos los animales, incluyendo al hombre, vienen de los mismos elementos. Los hombres vienen de los primates omínidos.Estas fueron heridas profundas al antropocentrismo. Pero OK. Dirán, no somos especiales pero algo tenemos que tener distinto a los seres no vivos, por ejemplo ¿estaremos hechos de algo distinto?Por la década del 30 generaron las técnicas para hacer un análisis hipo cuantitativo de la materia. Descomponer los átomos y ver que hay de distinto. Pero se dieron cuenta que no tenemos ningún átomo especial y mayoritariamente estamos formados de hidrogeno, carbono y oxigeno; y esos mismos átomos se encuentran presentes en los sistemas no vivos: además el hidrógeno que es el átomo mas presente es además el más sencillo.¿Cómo una combinación de átomos tan sencilla es capaz de sentir, pensar , actuar etc.?Nosotros somos un conjunto de átomos, la clave está en que la interacción de las moléculas de los átomos genera propiedades nuevas. Cuando yo tengo un elemento y este elemento se relaciona con otro y establece un vínculo, establece una relación para formar un complejo AB. Ocurre que dos átomos se juntan y forman una molécula.

A + B AB + C

Este complejo tiene características de A y características de B y también pierde características de A y de B, el complejo AB tiene propiedades que tiene A y tiene B por separado. Dos elementos que se relacionan generan una propiedad nueva, una materia que no existía antes, es decir la propiedad de la materia surge de la interacción.La proteína que es un conjunto de amino-ácidos, tiene características que no tienen los amino-ácido por separado. Es decir, cada vez que se interaccionan los elementos surgen propiedades nuevas.Pueden formar un complejo ABCLa secuencia también hace propiedades.

Nosotros somos un conjunto de átomos pero no somos solo un conjunto de átomos, se construye con una mezcla secuencial. Un conjunto de piedras no forma una casa.La memoria es la capacidad de retener la información, para luego relacionarla con otros elementos y la experiencia.

¿Dónde está la memoria?

Ocurre en la sinapsis- comunicación entre neuronas (partículas electromagnéticas que están codificando).La comunicación, la interacción genera propiedades nuevas, se dan en el momento y lugar adecuado. La transmisión sináptica se produce a través de iones de sodio y potasio.Los seres vivos tenemos un tipo de organización de esos átomos diferente y la manera como los átomos se organizan se denomina moléculas.Los átomos forman moléculas a través de enlaces entre ellos, esas moléculas son:70% agua (está en los sistemas vivos y no vivos)Sodio y potasio muy importante para la sinapsis (transmisión sináptica es una corriente iónica generada por el sodio y el potasio, si no hay sinapsis, no hay funcionamiento del sistema nervioso.

Hay un conjunto de moléculas complejas que no producen los sistemas no vivos. Que son:Proteínas: (polímero, unidad repetitiva amino-ácido)Ácidos nucleicos (RNA, DNA)Lípidos (Grasas)Carbohidratos o polisacáridos (polímero de azucares simples)

Estas moléculas nos dan la complejidad. Cuando interaccionan estas moléculas o biomoléculas (generadas por los seres vivos) nos dan nuestra complejidad.

La teoría celular

Antes de la teoría celular se pensaba que la vida se generaba espontáneamente.Pasteur resolvió este problema y creó la Teoría celular:-Toda célula proviene de otra célula -Todos los organismos vivos están formados por células, por lo tanto, todos los organismos vivos provienen de otros organismos vivos.- No existe ningún sistema vivo que no esté formado por al menos una célula.

¿Cómo se formó la primera célula?

Un investigador ruso Alejandro Popain dijo que la primera célula se formó, existieron las condiciones, primero se formaron los constituyentes, luego se juntaron y dieron origen a la primera célula, todas las células que existen hoy se derivaron de esa célula.

Experimentó: coacervados.

Un ser autopoiético tiene tres características indispensables:

1.- Autorreplicación: Capacidad de replicarse a si mismo, es decir, recambiar todas las moléculas y volverlas a poner en su lugar, hacer una réplica de uno mismo.2.- La catálisis: Hacer en tiempos reales los procesos químicos. El catalizador es un ayudador, es decir, aumenta la velocidad del proceso. Todos nuestros procesos ocurren catalizadamente. La catálisis es un elemento indispensable para los sistemas vivos, la catálisis hace que los procesos ocurran en tiempos compatibles con la vida.3.- La compartimentalización: El proceso vital debe ocurrir compartimentalizadamente, no puede ocurrir sin límites, un sistema tiene límites. Finalmente, el límite nuestro son las membranas de nuestras células, en la superficie de nuestra piel son células, limitan con el ambiente. La compartimentalización define al sistema. Nuestras células tienen varias subcompartimintos (límites) (mitocondria, núcleo, retículo…) La compartimentalización define el sistema.

Démosles nombres moleculares.

La catálisis está dada por moléculas, enzimas dadas por las proteínas.La compartimantalización en las células verdaderas la dan las membranas y estas son de polisacáridos, las membranas son fosfolípidos.La autorreplicación: la molécula que nos da la característica de la autorreplicación ácido nucleico DNA.

S Millar trabajaba con el doctor Urey (que estudiaba para hacer la bomba atómica)-S. Millar usó su laboratorio para trabajar en un proyecto para demostrar que las moléculas que solo podían crear los sistemas vivos se podían producir en condiciones adecuadas a partir de partículas muy pequeñas.

En la tierra primitiva habían elementos como el agua, hidrógeno, lo que no existía era el oxigeno, por que lo crean los seres vivos y no había capa de ozono.El simuló todo esto, empezó a sacar muestras de agua después de todo el proceso y encontró que se comenzaban a formar moléculas amino-ácidos, habían azúcares, y lo más importante, se formaron nucleótidos (los nucleótidos son polímeros de los ácidos nucleicos y los ácidos nucleicos son cadenas de nucleótidos (base nitrogenada de azúcar y fosfato). Son las bases estructurales de los ácidos nucleicos (DNA_ RNA)

Los estromatolitos son los fósiles de colonias de bacterias. Corresponden al registro más antiguo de un sistema vivo. Actualmente existen estromatolitos vivos en Australia, son comida para depredadores marinos, aquí no hay depredadores marinos ya que el mar es extremadamente salado.

¿Cuál fue la bacteria más antigua?

3500 millones de años, se establece el comienzo de la vida.

¿Cómo se formó esta bacteria?

El momento y las condiciones precisas no las conocemos.

Pero la molécula más importante que se formó fue el RNA que a diferencia del DNA. Fueron ellos que empezaron el proceso vital ya que el RNA son las únicas moléculas auto replicantes, el DNA no se puede replicar solo, requiere toda una maquinaria de enzimas para poder replicarse.La teoría dice que se formaron familias de RNA, tiene dos características, se pueden auto replicar y son catalíticos, adoptan estructuras similares a las proteínas y pueden catalizar reacciones químicas. Todavía existen RNA que pueden catalizar y se llaman Ribozomas. Tenemos catálisis y autorreplicación. También se podían formar lípidos, Millar lo demostró, si una familia de RNA quedó encerrada en una membrana lipídica tenía el compartimiento, podía autorreplicarse y además catalizarse. Se supone que el primer sistema vivo estaba formado solo por RNA.Luego veremos que las proteínas se sintetizan por una familia de RNA, las proteínas en la célula la sintetizan los RNA (RNA mensajeros, de transferencia, de producción) por lo tanto cuando coincidieron esas tres familias de RNA se sintetizó la primera proteína, porque la proteína que se puede haber formado por choques de amino-ácidos.Las proteínas que sintetizamos es siempre igual. el modo como la célula sintetiza las proteínas es un modo altamente codificado, existe el mensaje y el código para obtener siempre la misma proteína. Cuando empezaron a surgir las proteínas a partir de una familia de RNA las proteínas son mejores catalizadoras que el RNA, por lo tanto la catálisis se llevó a cabo por las proteínas y las proteínas Empezaron a incorporarse a la membrana y ya lo que podía entrar y salir de la célula fue más complejo, las proteínas formaron transportadores y ahora era más complejo el metabolismo de la célula. Las proteínas empezaron a diversificarse, empezaron a aparecer varias enzimas, hasta que apareció una enzima muy especial, se llama transmistasa inversa, y es capaz esta enzima de catalizar las condiciones de DNA a partir del RNA.

El DNA:

El DNA a pesar que no puede autorreplicarse, se puede replicar más fielmente con la ayuda de las proteínas. El DNA es mucho más estable que el RNA, puede generar moléculas mucho más largas y por lo tanto contener mucho más la información. De esta manera el DNA reemplazó al RNA y el RNA simplemente fue el transmisor de la información, ahora el RNA simplemente lleva el mensaje al citoplasma, ahí se completó lo que es la célula actual y estas células eran muy sencillas, muy parecidas a las bacterias de hoy en día , y de ahí se crearon otras cosas como los virus, los virus son los más parecido a un sistema vivo, que no es un sistema vivo, tiene material genético, tiene proteínas, se puede reproducir, pero no es autopoiético, usa la maquinaria de la célula para generar su reproducción.

Apareció la primera célula con proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos (membrana) a partir de ésta primera célula se generaron todos los sistemas vivos.

Las características de la primera célula , las tres características mencionadas y una membrana primitiva formada sólo de lípidos, por ejemplo una ameba o un paramecio, la membrana es la zona de intercambio de señal, llegan señales, la membrana tiene dos posibilidades, o deja pasar esos elementos o bien lo reconoce y desencadena una respuesta con élHasta que aparecieron las proteínas que actúan como receptores, esta célula con membrana sólo lipídica, estaba prácticamente aislada.Esta célula imaginémosla triste y sola en medio de la tierra, se comenzó a dividir y poco a poco empezó a haber una comunidad y esa comunidad fue colonizando diferentes hábitat (diferentes condiciones, diferentes señales.). Una célula que recibe la señal A puede diferenciarse y cambiar a un estado B .

Las bacterias son procariontes (antes del núcleo) que no tienen un núcleo delimitado, tienen su material genético disperso en su interior, a diferencia de los eucariontes ( eu = verdadero) tienen un núcleo delimitado donde se encuentra nuestro material genético. En los procariontes no existe el núcleo.Este primer procarionte empezó a diversificarse, los primeros procariontes eran muy resistentes a las altas temperaturas, condiciones extremas y fueron exitosos desde el punto de vista de su adaptación, que todavía existen sus descendientes, se llaman Arqueas o arqueobacterias (arqueo – antiguo)Ejemplo: termófilos que son resistentes a las altas temperaturas, son extremadamente resistentes a las temperaturas más adversas, se encuentran en los volcanes, en la lava.

Otra rama dio origen a las bacterias propiamente tales, las eubacterias, estas bacterias generan problemas cuando se van a otro lugar que no corresponde. Por ejemplo: en nuestra boca hay bacterias y ayudan a digerir ciertos alimentos (estreptococos) pero cuando se van a la garganta producen la amigdalitis. Estas bacterias se adaptan a ciertos ambientes, no son resistentes.

Ahora de pronto, porque se dieron las condiciones particulares una rama diversificó un tipo de (célula que tiene núcleo) y la teoría más acertada es que dos bacterias de diferente tipo, una bacteria con todo su material genético disperso delimitada por la membrana “se comió” a otra bacteria que también tenía su material genético, produciéndose una endocitosis ( envolvimiento con la membrana e incorporación a

DNA

RNA

Proteínas

la misma pero eso quedó dentro ; simbiosis (unión entre dos cosas en que ambas se benefician de esa unión).Simbiosis es el contrario de parasitismo, porque se unen dos cosas pero uno lo parasíta.

Una unión benéfica para ambas se llama Simbiosis.

Núcleo y Carioteca (doble membrana que envuelve al núcleo)Si existe una simbiosis pasa lo siguiente, la membrana que envolvió a la bacteria se endosita y queda la membrana del procarionte endositado o incorporado, y la membrana plasmática del procarionte que endosito.Esta es la teoría más factible del núcleo.

Esta bacteria ahora quedó en un ambiente totalmente distinto al que estaba, antes estaba en el agua y ahora está en el citoplasma de otra bacteria, este ambiente es dramáticamente diferente, las señales que ahora tiene son distintas, y esto evolucionó como núcleo y el DNA pudo originar formas, fragmentaciones cromosomas, los eucariontes tienen varios fragmentos de DNA que conocemos como cromosomas.

Fin primera clase.

Simbiosis: relacionarse estrechamente una célula con otra que logran ser capaces de incorporarse unas in otras y el funcionamiento de este híbrido fue beneficiosa para ambas células. Pasan a ser una sola célula. La primera célula de esta entidad simbiótica fue la célula eucarionte. Con solamente su núcleo, ésta célula cambió su manera de regular su funcionamiento, cambió su material genético, que ahora quedó en un ambiente aislado.La primera célula sólo tenía núcleo, no tenía ninguna otra complejidad.

Luego ésta célula eucariontes por medio de la simbiosis se relacionó con una célula procariontes capaz de fotosintetizar, a respirar. De ahí aparecieron las primeras células animales y vegetales, con capacidad de respirar y de fotosintetizar

Animal Vegetal

Núcleo

Núcleo

Material genético delimitado por una membrana

Los compartimentos intracelulares los definimos como territorios rodeados por membranas.Los territorios que no están rodeados por membrana son territorios, no compartimentos.

Esta célula además de su núcleo, tiene varios compartimentos Ej. Las mitocondrias están rodeadas de membranas. Esta célula eucarionte es aeróbica porque tiene la capacidad de respirar, porque en algún momento de su evolución incorporó células que fueron aeróbicas.

Las Mitocondrias es un compartimiento intracelular de la célula eucarionte, nosotros le vamos a llamar a esos compartimientos ORGANELOS.

Núcleo--------- OrganeloMitocondria ---Organelo

La célula vegetal además de tener núcleo, mitocondrias, tiene también cloroplastos: vienen de procariontes capaces de fotosintetizar, que hicieron simbiosis con ésta célula que ahora se llaman CLOROPLASTOS que también son organelos.

La célula vegetal se diferencia de la animal por que además de su membrana plasmática, es el límite de la célula y es el primer compartimiento de la célula misma, además de tener membrana plasmática, tiene otra cubierta externa llamada PARED CELULAR.

Las bacterias también tienen pared celular, ambas paredes, aunque no son iguales están formadas por polisacáridos. El polisacárido principal de la pared celular es la celulosa.

Las células animales tienen una serie de mecanismos que regulan su volumen, su tamañoLas células vegetales tienen un mecanismo distinto que es a través de la acumulación de agua en su interior y sales minerales, que ayudan al equilibrio o al dinamismo hídrico de agua y de sales dentro de la célula, para ello tienen un gran organelo que acumula ese fluido que se llaman VACUOLAS.La célula es una entidad altamente organizada, es citoplasma (todo lo que está de la membrana para adentro) todo lo que sostiene los organelos, está altamente organizado, es como un andamiaje de proteínas que se llama CITOESQUELETO, que son una serie de proteínas que están organizadas y que sustentan la posición y el funcionamiento de todos los organelos.Las membranas con fluidos, son líquidas.Las células tienen formas distintas gracias a su citoesqueleto, si no existiera sería solo una bolsa de agua esférica.El glóbulo rojo es bicóncavo

El citoesqueleto está unido con proteínas de la membrana y mantiene la forma celular.La célula vegetal es rígida, determina la forma la célula porque la membrana tiende, ya que tiene las vacuolas llenas de agua, a adherirse a la cara interna de la pared celular, por lo tanto la forma de la célula vegetal está determinada por la pared celular.La VACUOLAS que generalmente es una sola, tiene forma caprichosa, al cortar una célula pareciera que hubiera varias vacuolas, pero en realidad es una sola que da vueltas, esta vacuola está rodeada por membranas y en el intercambio del citoplasma con el interior de la vacuola, para regular el intercambio hídrico de la célula.El CLOROPLASTO es verde, porque en el interior tiene un pigmento verde llamado CLOROFILA que absorbe la energía solar (cloro--- verde) el 60% aproximadamente de la célula vegetal lo constituye la vacuola

LA OSMOSIS:

Ej. Si tomo un glóbulo rojo y lo dejo en una solución isotónica (tonicidad es lo que da la concentración de sales en una solución, Ej. Vaso de agua de llave, el agua atiene sales minerales, cloruro de sodio, cloruro de calcio etc., tiene una concentración de sales que le da la tonicidad, también se llama osmolaridad, que le dan la característica las sales disueltas en el agua) si tomo dos vasos de agua y a uno le echan 4 cucharadas de sal , al revolverlo no va a tener mucha diferencia con el primer vaso porque la sal se disuelve en el agua, pero el agua con sal es hipertónica porque tiene mucha concentración de sal y si a una solución le sacamos toda la sal, se destila, es agua destilada no tiene sarro, (sales) entonces será hipotónica.

Imaginemos que el agua de la llave es isotónica con respecto a la concentración de sales que hay dentro de la célula, por lo tanto si nosotros colocamos un glóbulo rojo dentro de una solución isotónica, no le va a pasar nada. Porque la concentración de sales es igual dentro y fuera,, por lo tanto se mantendrá el equilibrio isotónico y va a conservar su forma. Si agrego una célula vegetal tampoco le va a pasar nada. Si yo agrego un glóbulo rojo como representante de la célula animal y célula vegetal Ej. El Catáfilo de una cebolla, la telita de la cebolla (epidermis) (la cebolla es un tallo modificado) esa telita está formada por una capa de células. Si esa telita se pone en el microscopio, Usted verá que esta no tiene cloroplastos porque no le llega la luz.Si se toma una hoja de lirio también tiene epidermis; al ponerla al microscopio, van a ver puntitos verdes que son los cloroplastos.Si coloco cualquiera de estas células en una solución hipertónica, ocurre el fenómeno de osmosis, que significa lo siguiente:

Si tengo un vaso y le pongo una membrana permeable al agua y acá tengo un soluto, y en la primera está muy concentrada y en la otra poco concentrada, la solución va a querer equilibrarse, pero como la membrana es impermeable al soluto y es permeable al agua, lo que va a pasar es que el agua va a tender a subir para equiparar las proporciones. Esa presión osmótica es posible de medir

Si el medio es hipertónico (de la célula) ¿cuál de sus 2 compartimientos es hipertónico con respecto a la célula?,¿cuál de esos dos compartimientos representaría a la célula si meto en un vaso mi célula a una solución hipertónica?, ¿Qué pasaría entonces con el agua que está dentro de la célula? Tendería a salir para disolver o diluir la solución que está afuera, o sea, una célula en un medio hipertónico va a tender a perder agua, y el glóbulo rojo se va a achurrascar. Ese proceso de achurasscamiento se llama crenación.¿Qué le pasará a una célula vegetal si la meto en un medio hipertónico?Va a perder agua, al igual que la animal, pero no se puede colocar achurrascada porque la pared es rígida. La membrana se va a separar de la pared celular y la membrana plasmática, no se va a deformar porque la pared es rígida, pero la membrana plasmática si.¿Qué pasaría si yo pongo glóbulos rojos en una solución hipotónica, cuando la concentración sea muy baja con respecto a la concentración del glóbulo rojo?¿le entraría agua al glóbulo?Empezaría a crecer el glóbulo rojo hasta reventarse.¿Qué le pasaría a la célula vegetal?Trataría de inflarse pero no reventaría porque tiene pared rígida, entonces se vería el fenómeno de turgencia.La célula experimenta cambios osmóticos si la cambio de entorno. Se trata de equilibrar la célula sacando o metiendo agua en su interior. Tiene esa capacidad. El agua atraviesa la membrana plasmática. La molécula a pesar de ser polar, es decir, el agua, si bien no tiene caga eléctrica neta, el agua tiene una carga parcial positiva y una carga parcial negativa, es neutra eléctricamente, pero es polar. A diferencia de apolar o Hidrofóbico, que no tiene ninguna posibilidad de hacer relación electromagnética con nada, por ejemplo el aceite es apolar o Hidrofóbico, y el agua es polar. Una sustancia polar no se mezcla nunca con una apolar como los lípidos. El concepto de apolar y polar son muy importantes porque determina como van a interaccionar. La membrana está hecha por lípidos que son apolares, separan el interior exterior de la célula que son medios acuosos. Las sustancias polares son hidrofílicas (hidrofílico = le gusta el agua. Hidrofóbico = no le gusta el agua). La membrana puede dejar pasar cosas dependiendo de su naturaleza química. La membrana deja pasar todas las sustancias apolares, tomando en cuenta su constitución lipídicas apolares (se disuelven en lípidos). Pero moléculas grandes, por ejemplo la glucosa no tiene nada de apolar. Requiere pasar a la célula por que es el alimento de ella, sin glucosa la célula se muere. La glucosa se usa como combustible para poder funcionar. Ella no pasa por la membrana lipídica, pero necesita pasar a la célula.La membrana tiene proteínas que son transportadoras para que ingrese glucosa a la célula y tiene transportadores de distintas clases que permiten el paso de sustancias que son necesarias para la célula.La membrana está constituida por una porción lipídica y una porción proteica y esas proteínas, dentro de muchas funciones, también son transportadores. De modo que algunas sustancias polares pueden pasar a la célula por medio de transportadores específicas, cuando las moléculas son muy pequeñitas, pueden pasar por la membrana lipídica. Por ejemplo los gases, el oxígeno y el anhídrido carbónico (lo produce el metabolismo de la célula) son los dos gases fundamentales y el oxígeno se requiere para el metabolismo energético de la célula. Por lo tanto hay un intercambio de anhídrido carbónico y oxigeno en la

célula, por lo tanto nosotros respiramos oxigeno que se distribuye por los capilares, hasta el último dedo chico del pie. Todas las células tienen acceso a la irrigación sanguínea, y en la sangre, cuando el capilar más chico pasa por una célula, los glóbulos rojos van cargados de oxigeno y la célula está consumiendo oxigeno. Hay más oxigeno en la sangre que dentro de la célula ¿Qué ocurrirá?, o sea, el oxigeno entra en la célula pero la célula a su vez esta produciendo anhídrido carbónico, hay mucho anhídrido carbónico en la célula y poco en la sangre, los glóbulos rojos que es la proteína que se llama hemoglobina le gusta el oxigeno y el co2 y los intercambia de acuerdo a las concentraciones que ellas tienen, por lo tanto por difusión entra el oxigeno y sale el co2. la hemoglobina suelta oxigeno y se carga con co2. Hace todo su recorrido y se va a los pulmones y pasa por el alveolo pulmonar (cargado de co2) que está formado por puros globitos y se inflan cuando respiramos. Esos globitos se llenan de aire y el aire tiene un 20% de oxigeno y un 0.05% de co2 y el resto es nitrógeno, casi el 80%, éste es inerte, no provoca ninguna reacción a nuestro organismo. Aquí el glóbulo rojo descarga su co2 en los alvéolos pulmonares, y el oxigeno pasa al glóbulo rojo. Se carga el oxigeno y se va de vuelta hacia la última célula del dedo chico del pie. Nosotros respiramos mucho oxigeno y expiramos mucho co2. El oxigeno y el co2 son polares, no son hidrofóbicos, pero son moléculas muy pequeñitas y pueden difundir por la bicapa lipídica de la membrana, por lo tanto esta difusión es muy rápida porque no tiene que ser ayudada por proteínas. El agua es un caso particular, el agua es muy pequeña también, pero es altamente polar. El agua puede pasar por la bicapa lipídica, pero no puede pasar tan fácilmente. Normalmente la célula intercambia poco agua porque nunca está en extremos osmóticos. Nadie le hecha sal a la célula, y nadie le hecha agua destilada a la célula, pero hay células que necesitan movilizar grandes cantidades de agua, por ejemplo la de los riñones, porque ahí en los riñones se produce la filtración, por lo tanto al producirse la filtración, salen sales minerales y se retienen líquidos, salen líquidos y se retienen sales a nivel del riñón. Las células del ojo, por ejemplo, el humor vítreo, necesita movilizar grandes cantidades de agua.En las células hay una abundancia de proteínas especiales que trasportan el agua que se llaman ACUAPURINAS (especies de canales por donde pasa el agua). Entonces cuando la célula necesita movilizar grandes cantidades de agua, existen esas acuapurinas que ayudan a entrar y salir agua de la célula. Pero ojo, en pequeñas cantidades puede entrar por la capa lipídica fácilmente.La membrana plasmática es una capa de lípidos que tiene entre ella proteínas, que son muy importantes en la capa lipídica.

Capa lipídica atravesada por proteínas

Una de sus funciones (proteínas) es ser transportadoras, también la célula tiene otros ORGANELOS, por ejemplo tiene sistemas de endomembranas, tiene sistemas de membranas muy plegadas. Uno de sus sistemas se llama RETICULO ENDOPLASMATICO. Dentro del retículo endoplasmático se distinguen dos clases. Retículo endoplasmático liso y retículo endoplasmático rugoso, donde se ven unos puntitos que vistos al microscopio electrónico, lo hacen ver como rugoso, y éstos son los RIBOSOMAS, y en los ribosomas se sintetizan las proteínas, entonces, en el retículo endoplasmático rugoso hay síntesis de proteínas. Hay una familia de proteínas que se sintetiza en el retículo endoplasmático rugoso, por ejemplo, todas las proteínas que se van a secretar de la célula, por ejemplo la insulina, es una proteína que se seceta en la célula del páncreas. La insulina ayuda a los transportadores a meter el azúcar a la célula. Si no hay insulina, el azúcar entra muy lentamente a la célula y se acumula, por lo tanto en la sangre y se eleva el azúcar en la sangre y lo peor es que hay poca glucosa en la célula porque se necesita, entonces cuando hay mucha azúcar en la sangre, se activa la célula del páncreas, secreta insulina, que es una proteína, y esa proteína circula por la sangre, llega al lugar donde está el azúcar y activa los transportadores y ayuda a que se meta más rápido el azúcar a la célula, por lo tanto la glicemia, que es la concentración de azúcar en la sangre, bajan. Al revés, cuando estamos con la glicemia muy baja, por ejemplo cuando tomamos desayuno y no hemos almorzado nada, nuestra glicemia está muy baja. Se inhibe la insulina, por lo tanto la poca azúcar que hay entra muy lentamente a la célula y se mantiene una concentración de azúcar en la sangre. Es una hormona reguladora de la glicemia y es una proteína que tiene que ser secretada de la célula, no es una proteína que tiene que quedar dentro de la célula. Entonces las proteínas que necesitan ser secretadas, son sintetizadas en el retículo endoplasmático rugoso. Y en ese sistema de endomembranas se sintetizan y se empaquetan en una vesícula de secesión y se fusiona con la membrana plasmática y se secreta fuera de la célula. Obviamente que una proteína que necesita estar dentro de la célula no se sintetiza en el RER, lo hace en el citoplasma. Solo las de secreción se sintetizan en el RER.El RETICULO ENDOPLASMATICO LISO (REL) cumple otra función: lo que ocurre es la síntesis de lípidos por ejemplo los lípidos de la membrana plasmática se sintetizan en el REL. Hay muchas hormonas que son lípidos, por ejemplo el colesterol que son hormonas esteroidales. La gónada, los ovarios producen hormonas esteroidales. En el hombre testosterona, en la mujer estradiol, éstas son hormonas lipídicas que vienen del colesterol. La corteza suprarrenal sintetiza hormonas esteroidales, por ejemplo los MIELOCORTICOIDES que regulan el equilibrio, la osmolaridad y el volumen en la sangre, la bolemia. Cuando nos baja la presión se activan los MINEROCORTICOIDES para retejer agua y volver a subir la presión. Si nos sube mucho la presión porque aumenta el volumen de sangre, los capilares no pueden sostener el aumento de la presión sanguínea y entonces se disminuyen los MINEROCORTICOIDES y ayudan a regular la presión. En el ser

humano circulan aproximadamente 4 a 5 litros de sangre, y ese volumen que fluye por todo el organismo regula la presión que tienen que resistir las paredes de nuestros capilares. Si nosotros somos hipertensos , nuestras paredes están sometidas a mucha más presión de la que son capaces de resistir y se pueden reventar algunos capilares, y si se revientan los capilares que alimentan las neuronas, se mueren y el problema es que las neuronas no se pueden regenerar. Por ejemplo si se rompe un capilar de la mano y nos sale un moretón, es por que se murieron las células que estaban ahí, al romperse,, el intercambio de gases y de nutrientes no ocurre, entonces los capilares que están alrededor se mueren, pero los capilares de la piel los regenera. El moretón se reabsorbe. Cuando nos hacemos una herida también. El problema es que las neuronas no se regeneran, entonces, si se revienta algún baso capilar de alguna arteria por exceso de presión en el cerebro, el área de cada capilar tiene un conjunto de células que alimenta, si se rompe ese capilar, el conjunto de células se muere y no la recuperamos nunca más. Si esas neuronas que se mueren son claves, son fundamentales para el mantenimiento de una propiedad de nuestra mente, podemos quedar deteriorados en eso, por ejemplo podemos quedar sin memoria, o disminuir nuestra capacidad de memoria.Lo que se conoce como demencia senil es una demencia vascular y son micro accidentes que significa rotura de capilares y hay una serie de espacios muy chiquititos de neuronas que están muertas y algunos de esos puntos muertos están en el área que controla la memoria. Pierden preferentemente la memoria corta, porque la memoria corta y la larga están controladas por distintas áreas del cerebro.En el Alzheimer, que es una enfermedad degenerativa de las neuronas se pierde la memoria corta y larga.Los accidentes vasculares por presión son muy importantes porque una persona se puede morir. A uno se le puede romper un baso importante en el cerebro y le da un derrame cerebral, y si sobrevive, puede quedar cuadrapléjico, o hemipléjico, pierde la capacidad motora, el habla. Es el accidente vascular más importante y es irreversible. Es muy importante la regulación de la presión. Los mineralocorticoides son muy importantes.En el REL se utilizan lípidos. Algunos lípidos, hormonas esteroidales de la corteza suprarrenal, los glucocorticoides (los corticoides se producen en la corteza suprarrenal, glandulitas que tenemos en los riñones que se llaman glándulas suprarrenales. Los glucocorticoides y los mineralcoticoides, en la corteza.El cortizol es un ejemplo de lípido que se sintetiza en el REL. Las hormonas sexuales, etc.El REL. Tiene forma de tubos, no tiene ribosomas, por eso es liso.El RER tiene forma de sacos aplanados El sistema o COMPLEJO DE GOLGI son varios sacos aplanados que forman una pila. Se modifican las proteínas que se van a secretar, antes de secretarse vuelve al RER y pasan al golgi, y ahí se hacen una serie de ajustes que son importantes para que la función de esa proteína sea la adecuada.Los LISOSOMAS son como el sistema digestivo de la célula. Son vesículas rodeadas por membranas, por lo tanto son compartimientos que tienen enzimas. Los lisosomas se producen desde el golgi. Las enzimas son destructoras, por ejemplo destruyen proteínas, hidratos de carbono, etc. No todas las enzimas hacen eso, pero estas enzimas que tienen los lisosomas son enzimas digestivas, parecidas a las que tenemos en nuestro sistema digestivo. Entonces cuando la

célula se come algo (los macrófagos se comen las bacterias.) cuando se las comen , las engloban en una vesícula parecido a la simbiosis, pero no se queda haciendo simbiosis, sino que se juntan con los lisosomas, se fusionan y las enzimas de los lisosomas destruyen la bacteria. Un macrófago (célula sanguínea especializada en comer, en fagocitar)El CITOESQUELETO es el andamiaje proteico que hay en el citoplasma que sustenta toda la organización celular. El núcleo está situado en esa posición porque está asociado al citoesqueleto.Las MITOCONDRIAS están distribuidas en posiciones estratégicas en la célula. Las proteínas del citoesqueleto las están sujetando. Por ejemplo en la célula renal, las mitocondrias producen ATP, que es la moneda energética de la célula. Hay células que gastan mucho ATP, como las células renales que hacen un permanente intercambio activo de sales. Por eso gastan mucho ATP. Si uno mira las células renales, la encuentra llena de mitocondrias, pero las mitocondrias no están homogéneamente distribuidas dentro de la célula, sino que están pegadas en un túbulo del riñón donde están pasando las sales, porque ahí se necesita la energía y no en otra parte, entonces la célula tiene un cúmulo de mitocondrias en un lado de la célula, esto es por que el citoesqueleto agrupa y sectoriza todos los organelos en los lugares donde se necesitan.Los PEROXISOMAS son muy importantes en el proceso de detoxificación. Ahí los mecanismos de detoxificación y de los radicales libres se producen en el peroxisoma. También hay algún grado de metabolismo de grasaLos LINFOSITOS producen los anticuerpos.El NUCLEO: en el núcleo se producen los ribosomas que van a participar en la síntesis de proteínas. El núcleo tiene una doble membrana. Las que hicieron simbiosis tienen doble membrana.

- PARED CELULAR: protección, forma y rigidez a la célula.- MITOCONDRIA: respiración- CLOROPLASTO: fotosíntesis- VACUOLA: equilibrio salino e hídrico de la célula- RER: proteínas de secreción - GOLGI: modificación de proteínas.

Las moléculas que le dan complejidad a la célula son las proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos. Son llamadas biomoléculas porque solo están en los sistemas vivos, con excepción de los virus que no son sistemas vivos que tienen ácidos nucleicos y que tienen proteínasLas proteínas son cadenas (polímeros), están formados por una unidad estructural básica que es el aminoácido. Está compuesto por un amino y por un ácido.Los protones son unos elementos que provienen del hidrógeno que tienen carga positiva (H+). En nuestro estómago hay células que secretan protones.Todo lo que tenga alta concentración de protones se dice que es un medio ácido y lo inverso, cuando hay poca concentración, se dice que es un medio básico o alcalino. También hay un punto intermedio que es neutro. El PH es una forma de medir la concentración de protones.El grupo amino es un grupo básico, porque capta protones, entonces deja un medio muy básico.ANFOTEROS: tipos de moléculas que no son ni ácidos ni básicos.

Los distintos aminoácidos se diferencian en el grupo RUna proteína es una cadena de aminoácidos El R es ácido, independiente del ácido que tenga como base.

Si las proteínas son una cadena de aminoácidos, las proteínas tendrán las características que tengan sus aminoácidos. Si son ácidos son hidrofóbicos (no se disuelven en agua, sino en aceite).Si una proteína tiene una región, de aminoácidos hidrofóbicos, significa que la región es soluble en lípidos, por lo tanto si me imagino una proteína que está atravesada en la membrana, ¿cómo tendría que ser esa región de la proteína que es lípido? Tiene una región de aminoácidos hidrofóbicos y eso le permite quedar anclada a la membrana, porque a esos aminoácidos les gustan los lípidos que hay ahí, así ésta proteína queda estabilizada a través de la membrana, de hecho hay proteínas que pasan varias veces por la membrana, porque tienen varias secuencias hidrofóbicas.

amino ácido

RGrupo químico distinto para todos los aminoácidos

No están así como culebra, sino que forman una especia de roseta si se ven en tres dimensiones

los transportadores son entonces proteínas que están en la membrana.Lo que produce la fibrosis quistica es que falla el transportador de cloruro de sodio. El cloruro de sodio es muy importante en el intercambio intracelular y extracelular porque el sodio arrastra agua, entonces lo que les falta es el transportador de cloruro de sodio, en el que viene una proteína que pasa varias veces de lado a lado por la membrana y que permite que pase el cloruro de sodio de lado a lado, producto de una mutación, éste transportador no llega a la membrana y queda por ahí, en algún camino previo, estos niños entonces no tienen transportadores de cloruro de sodio y por lo tanto como el cloruro tiene que ver con el sodio, entonces

el sodio queda retenido dentro de la célula, el sodio contienen agua y la superficie es salada porque como hay poco agua, la sal que llega a salir está muy concentrada, porque hay porca agua, entonces estos niños son salados, su transpiración es salada, y todas las secreciones que deberían ser ricas en agua, son pobres en agua y se endurecen y forman como unas costras en el tracto respiratorio, no pueden respirar bien porque se obstruyen. Fíjense bien lo importante que es conocer bien la estructura de una proteína porque la simple estructura de una proteína que tienen una mutación en el gen que codifica para esa proteína y esa proteína no puede entrar a la membrana, ni siquiera pasa unos controles previos que tiene antes de llegar a la membrana. La estructura no es la adecuada, entonces se produce la proteína, pero no tiene la estructura adecuada para quedarse anclada a la membrana y ese simple problema produce un niño con fibrosis quistica que tiene problemas sicológicos él y su núcleo familiar.Todas las proteínas están codificadas por los genes, nosotros tenemos un gen para cada proteína y la proteína está formada por estos aminoácidos y a veces fallan en la construcción de la proteína y no van los aminoácidos en la secuencia que deberían estar, a veces se equivoca la célula y pone un aminoácido que no corresponde, como esta secuencia está codificada en el DNA, entonces el DNA está fallado, tiene una mutación, se le cambió un segmento del gen, y al pasar esto no puede formar la proteína adecuada.Los aminoácidos se relacionan entre siTodas las secuencias de aminoácidos tienen un componente ácido y uno básico y a través de esa relación establecen un enlace y quedan amarraditos los aminoácidos, de tal manera que se forma una cadena de aminoácidos y esa cadena es la proteína y la secuencia de los aminoácidos se conoce como la estructura primaria de la proteína, entonces la proteína tienen una estructura primaria que es la secuencia de sus aminoácidos, en total son 20 aminoácidos distintos, la evolución escogió 20 aminoácidos para fabricar todas las proteínas de todos los sistemas vivos, vale decir que la combinación de estos 20 aminoácidos puede formar millones de proteínas diferentes, imagínense todas las proteínas de la escala evolutiva, de toda la escala biogenética actual, de todos los animales que existen, son formados por combinaciones diferentes de estos 20 aminoácidos, imagínense si yo ahora tengo 100 aminoácidos, mi proteína tiene 100 aminoácidos, o sea van a haber varias alaminas, glicinas, butaminas etc. Entonces yo tengo 100 aminoácidos en distintas cantidades de los 20 que existen, yo puedo formar una secuencia de 100 aminoácidos, pero también puedo formar varias secuencias con estos mismos 200 aminoácidos, o sea que una proteína que tenga 100 aminoácidos no significa que va a ser igual a otra que también tenga 100, porque las secuencias pueden ser muchísimas, incluso con la misma proporción de aminoácidos, yo puedo ponerlos en diferente orden y puedo armar cientos de combinaciones de aminoácidos, o sea que con poquitos elementos yo puedo formar una gran cantidad de proteínas, esa es la estrategia de los sistemas vivos que con pocas cosas armamos cosas diferentes y en la medida que combinamos cosas diferentes aparecen propiedades diferentes, por ejemplo el genoma humano, que significa que el DNA que está formado por otros elementos que no son los aminoácidos, sino que son los nucleótidos que también son cadenas largas, en esa secuencia de nucleótidos está codificada la secuencia de los aminoácidos de la proteína.Todo el DNA está secuenciado, yo puedo saber el orden en que van todos los nucleótidos del DNA humano. Menos del 5% de todo el genoma codifica para

genes, proteínas, todo el resto no sabemos para que sirve, probablemente tenga una función estructural, porque si nosotros tuviéramos el DNA, el 5% del DNA , todos , uno al lado del otro no podríamos regular la expresión de sus genes, pero los tenemos dispersos en todo el DNA y esa posibilidad les da una posición en el espacio del núcleo que les permite regularse, o sea lo que antes se consideraba el DNA chatarra, que no servía para nada, ahora sirve, tiene una función estructural muy importante, cuando uno analiza como antropocentrista, defendiendo nuestra complejidad, pensamos que teníamos unos 100000 genes, resulta que sólo tenemos como unos 30000 genes, incluso las abejas tienen más genes que nosotros, la cantidad de genes no tienen que ver con la complejidad del organismo, sino que la posibilidad de regular esos genes y hacer combinaciones diferentes es lo que nos permite la complejidad. Otra cosa importante del proyecto del genoma humano es que si nosotros revisamos la secuencia de los nucleótidos de nuestro DNA, es muy parecido, hay un 0.005% de diferencia entre todos los humanos, entre un negro, un chino, un blanco, un amarillo, un rojo, o sea no hay una base genética para las razas humanas. Porque todos tenemos la misma secuencia y en ese poquito que nos diferenciamos es como nuestra huella dactilar. Si nos comparamos con una mosca, con un gusano, el DNA es muy parecido, porque venimos todos de una misma célula. No podemos ser diferentes del punto de vista del DNA, o sea, todo lo que es genéticamente diferente, como decían los filósofos y políticos, de que genéticamente las razas eran diferentes, con esto se echó por tierra por el genoma humano. Se les quita todo el sustento genético y biológico a las etnias. Todo lo demás son diferencias ideológicas, culturales sociales, pero no tienen base científica.Aquí tenemos 4 aminoácidos que forman una parte de una proteína. La proteína, una vez que se unen los aminoácidos, se enrolla como una cinta, como un caracol. Eso se llama hélice (estructura helicoidal). Y se va estabilizando por interacciones electromagnéticas entre los átomos de los aminoácidos que tiene la cadena, se estabiliza esta estructura helicoidal. Desde las moléculas como las proteínas, el DNA también tiene esta forma helicoidal, nada más que esta cinta es doble, o sea, forma una doble cadena. Esta forma helicoidal está presente en casi todas las formas que nosotros miramos en la naturaleza, desde la concha de nautilus, que tiene su concha en espiral, pero tiene ciertas dimensiones que se repiten en la naturaleza. Las estructuras biológicas corresponden a un patrón que se encuentra en todos los sistemas vivos y no vivos, un patrón geométrico, que descubrieron incluso los primeros habitantes de la tierra, que eran muy inteligentes. Así como la concha del Nautilus, también podemos ver el crecimiento de las hojas en el tallo es de forma espiral. La cromatina que es el DNA con proteínas también se enrolla en forma espiralaza y las galaxias también se mueven en forma espiralaza. La fuerza de gravedad, por ejemplo cuando tiramos la cadena del baño, el agua atraída por el polo magnético cae en forma espiralaza. La espiral en los distintos polos de la tierra hace que el agua caiga en un sentido u otro. También las proteínas, además de tener estas formas espiralada, pueden formar como hojas cuando se juntan varios pedacitos de aminoácidos. Esta es una cadena de proteínas que se enrollan como sábanas plegadas.

Esta forma se llama nivel secundario de la proteína. La primaria es la secuencia de aminoácidos.La proteína, independiente que tenga su estructura espiralaza, se puede plegar tridimencionalmente. Éste plegamiento está estabilizado por interacciones electromagnéticas entre los elementos de la proteína.

Estructura terciaria de la proteína es muy importante porque genera dominios o lugares susceptibles de interaccionar con otras moléculas, por ejemplo con otras proteínas, entonces la capacidad que tienen las proteínas de interactuar con otras moléculas, está directamente relacionada a la estructura terciaria, a este plegamiento tridimensional y le permite generar dominio, regiones por ejemplo.

Este dominio de la proteína forma un espacio con una estructura complementaria tal, que esa molécula encaja justo ahí en ese espacio y se estabiliza porque es como el molde para esa molécula. Hay una complementariedad estructural entre esa molécula y la región que genera la proteína. Si yo estiro esa proteína, el dominio desaparece, o sea, si las proteínas fueran estiradas, no tendrían muchas posibilidades de interaccionar, pero como se plegan, forman espacios que le denomino dominios que permite que calcen ciertas estructuras con ese dominio y justamente este grupo, ésta molécula química que forma parte de la hemoglobina es fundamental porque sin ella no transporta oxigeno. Hay mutaciones en la hemoglobina que hacen cambiar ligeramente ese sitio y no puede encajar esta molécula y esa gente tiene anemia, porque a pesar de que tiene glóbulos rojos y a pesar de que tiene hemoglobina, no transporta la capacidad de oxigeno necesario, es como si no tuviera glóbulos rojos y hay enfermedades gravísimas como la anemia falciforme, en que la hemoglobina (Ej. La hemoglobina tiene un solo aminoácido cambiado, pero justo ese aminoácido provoca un cambio sutil en un sitio que no le permite ensamblarse por lo tanto tiene poca probabilidad para transportarse). El paciente tiene una anemia severa y mortal, de hecho incluso el

Molécula que no es parte de la proteína

Parte de la hemoglobina

glóbulo rojo está deformado, porque la hemoglobina participa incluso en darle forma al glóbulo rojo, al mirar al microscopio un glóbulo de un paciente con esta enfermedad, se podría observar que tienen una forma de sombrero de napoleón.

Como no transportan oxigeno, se mueren, no hay remedio por que son enfermedades genéticas. No todos se mueren porque hay distintos grados de severidad, dependerá de la cantidad de oxigeno que transporta, y además como el glóbulo rojo tiene una forma distinta el hígado y el baso que es donde se va controlando la calidad del glóbulo rojo, el glóbulo tiene una vida media de 120 días, cuando se empiezan a deformar, el hígado y el baso empiezan a destruirlos, entonces la medula ósea genera más glóbulos rojos normales, saludables. En la médula ósea y en los huesos largos, ahí se fabrican los glóbulos rojos, pero estos enfermos están fabricando sus glóbulos rojos fallados, entonces el hígado y el baso los reconoce como fallados y los destruye, esto se convierte en un circulo vicioso en el que se produce una deficiencia de glóbulos rojos convirtiéndose en anemia. Fíjense lo importante que es la estructura terciaria de la proteína, basta que un aminoácido cambie para que cambie sutilmente el plegamiento de la proteína y quede la escoba. Jaja.

- La estructura primaria sería la secuencia de aminoácidos- La estructura secundaria puede ser la estructura de hélice ( ) o ( ) como

sábana plegada.- La estructura terciaria sería el plegamiento tridimensional. Las áreas donde

se producen los dobleces son muy importantes porque van a determinar los dominios.

Aquí por ejemplo hay un dominio. Imaginemos que ese dominio sea importante. Las enzimas que son catalizadores biológicos, reconocen a sus sustratos para transformarlos en productos a través de un dominio particular que se conoce como el ciclo activo de la enzima, entonces todas las enzimas son proteínas que catalizan una reacción, por Ej. Toman la glucosa y la transforma en glucosa fosfática, que es el primer paso para la glucólisis, para la utilización energética de la glucosa. Este paso primero estará catalizado por una enzima, porque si yo tengo glucosa y fosfato no se van a pegar nunca, y si ocurre, se dará muy lentamente. La enzima tiene un dominio que calza justo la glucosa y justo calza la molécula que le va a donar el fosfato y las coloca en una posición tal, que es inevitable que ocurra el enlace, entonces la modificación, la conversión de sustrato en producto ocurre en un tiempo compatible con la vida y las enzimas tienen su actividad catalítica gracias a que tienen un dominio generado por su plegamiento tridimensional, donde puede reconocer al sustrato y transformarlo en producto.Un receptor, por Ej. Todas las hormonas que estamos hablando, ejercen su acción a través de receptores.Todos los receptores de las hormonas son proteínas.Todas las hormonas sexuales, proteicas como la insulina, todas tienen receptor, hormonas que no atraviesan la membrana, tienen un receptor que es una proteína de membrana y las hormonas, como las sexuales, que atraviesan la membrana, tienen sus receptores dentro de la membrana, pero toda la interacción hormona-receptor provoca un cambio que desencadena en una respuesta. La posibilidad que tienen las proteínas de regular las actividades celulares son infinitas, actúan como receptores, actúan como transportadores. Por Ej. Una proteína que transporta glucosa, deberá tener un dominio que reconozca exclusivamente a la glucosa y no a otra cosa.

La estructura terciaria de las proteínas es la base de la función de las proteínas en la célula. Los anticuerpos son proteínas que reconocen al virus, bacterias y hasta el polen.Estas estructuras pueden asociarse con una o más y forma una estructura cuaternaria (al unirse los anticuerpos) y formar un complejo grande. Estos tendrán la mayor posibilidad de interacción y se hace más compleja su posibilidad de interaccionar.Se podría modificar o cambiar la estructura de las proteínas. Se puede secuenciar, se puede hacer todo, y puedo introducirle a la célula un gen mutado para que se produzca una proteína mutada, y puedo metérsela y hacer en esa célula la transgénesis, o sea, puedo transformar genéticamente a la célula, le puedo meter un gen que codifique la proteína mutada.Los microtúbulos que están en el citoplasma y forman parte del citoesqueleto, son unos tubos gruesos, son varias unidades de una proteína que se llama tubulina. Lo más importante es que la proteína responde a cambios ambientales, a la temperatura, al PH, a la concentración de iones, entonces, una proteína responde a cambios que están en su entorno.

Sometidas al calor, las moléculas tienden a separarse y se llama DENATURACIÓN de la proteína, o sea pierde su estructura nativa.El DNA o los ácidos nucleicos en general, están formados desde aminoácidos nucleótidos. La estructura del nucleótido tiene distintas moléculas. Esta estructura tiene una base nitrogenada. Ésta es una azúcar, ésta es una azúcar, ésta azúcar se llama ribosa. Tiene un grupo fosfato que tiene fósforos y 4 oxígenos (base – azúcar – fosfato) tal como el aminoácido es a la proteína, el nucleótido es al ácido nucleico. Por tanto también es importante la secuencia, por Ej. Como se unen los nucleótidos, a través de los fosfatos. Se une el fosfato que pertenecía a la azúcar de uno, al azúcar del otro.

F-A-F-A-F-A-F-A-F-A-F-A F= Fosfato A= Azúcar.

Entonces ésta es una cadena de ácidos nucleicos. En este caso particular ese ácido nucleico es el RNA. El RNA es una cadena nucleotica y es una sola cadena y tiende a plegarse, igual que las proteínas, tiende a tener una estructura tridimensional. De esta forma, las bases nitrogenadas se reconocen entre sí y ahí cada ácido nucleico tiene cuatro bases nitrogenadas de 5 posibles. Hay 5 bases nitrogenadas, así como hay 20 aminoácidos, que forman 5 nucleótidos distintos. El RNA usa 4 de esas 5 bases posibles. Estas bases son la GUANINA, CITOCINA, URACILO Y ADENINA.El DNA es una doble hebra y tiende a estabilizarse formando una doble hélice, helicoide o cintas entrelazadas entre sí.

AguaAmbiente lipídico

HidrofóbicoHidrofóbico

HidrofílicoHidrofílico

En el caso del RNA, la adenina es complementaria con el uracilo, o en el caso del DNA con la TIMINA, que reemplaza al uracilo y la citosina es complementaria con la guanina. Cada vez que se enfrenta una guanina con una citosina se establecen esos puentes electromagnéticos y se estabiliza.Mencionaremos 3 ejemplos del RNA

- El RNA mensajero- El RNA de transferencia, que une un aminoácido específico- El RNA ribosomal, que están los ribosomas

Estos 3 RNA participan en la fabricación de las proteínas.El RNA de transferencia es así porque éste conector, es el traductor entre el idioma secuencia de bases nucleóticas, al idioma secuencia de aminoácidos. El código genético está en nosotros, en cada uno de nuestros núcleos y funciona así: cada 3 bases nitrogenadas lee un aminoácido. Una secuencia de 3 bases nitrogenada de un nucleótido, significa un aminoácido. Tal secuencia va a ser el aminoácido tal, y quien hace esta conversión es el RNA, como está formado de nucleótidos, estos 3 nucleótidos leen o interaccionan a través de su complementariedad con el RNA mensajero que capta el mensaje, por lo tanto pueden leer ( leer significa base complementaria con base complementaria), por lo tanto puede interactuar base con base y por el otro lado, reconoce el mensajero y por ahí tiene pegado el aminoácido, por lo tanto, si aquí tiene otro RNA de transferencia en la secuencia de los otros 3 nucleótidos, trae el segundo aminoácido, y aquí está todo en un ribosoma donde está el RNA ribosomático que le da la estructura a todo esto. Y aquí ocurre el enlace que pega los dos aminoácidos para formar la proteína. Aquí viene el otro RNA de transferencia que lee las siguientes 3 bases con el tercer aminoácido y así se va formando la proteína.

El DNA a través de 3 bases seguidas están pegadas, van siendo escaneadas por estos RNA de transferencias a través de que las bases son complementarias entre sí. Como cada uno lleva un aminoácido distinto los aminoácidos quedan en esta estructura que e el ribosoma y se van pegando unos con otros para formar la cadena polipeptídica. Si hay una mutación en el gen, o sea si aquí cambió una adenina con una guanina porque se equivocó el DNA cuando estaba duplicando, va a crear un triplete que significa que va a quedar un aminoácido distinto al que tenía que cambiar, es decir, va del aminoácido uno al aminoácido3 o al 5 o al 6 y la secuencia de la proteína va a tener un aminoácido cambiado, que puede ser por Ej. La hemoglobina de la anemia falciforme. Esa mutación, ese cambio de esa base, puede ser causada por agentes químicos, como el tabaco, el alcohol, las drogas, la radiación ultravioleta, ciertos alimentos etc. En nuestro gen pueden estar ocurriendo mutaciones y nosotros podemos estar produciendo proteínas mutadas. Lo grave es que si ocurren mutaciones en nuestras células germinales, es decir, en el óvulo o en los espermatozoides, entonces esas mutaciones se van a transmitir en nuestra descendencia.El DNA tiene dos diferencias: uno tiene H y el otro tiene OH. Uno no tiene oxigeno y el otro si. Uno es desoxirribosa (sin oxigeno) y que el uracilo es cambiado por la TIMINA, entonces los enlaces serán adenina con timina, y guanina con citosina. La forma más estable del DNA es formar doble hebra complementaria. Una complementaria con la otra. Es una estructura doblemente helicoidal, que se abre cuando se duplica y cada una de sus hebras genera otra hebra molde y se duplica absolutamente en forma simétrica que es igual, forman dos moléculas (cada molécula tiene dos hebras), entonces cuando estoy hablando de una molécula de DNA, estoy hablado de una doble hebra, o sea, de una doble cinta antiparalela (si una va para allá, la otra va para el otro lado), y es complementaria. una de las hebras codifica la información y la otra es la hebra complementaria a la que codifica la información. A partir de este gen o de este DNA se forma en forma complementaria en un RNA. La hebra complementaria forma un RNA que es complementario a la hebra complementaria, por lo tanto es idéntico a la hebra que codifica la información. A la hebra complementaria se le llama molde porque ésta va a ser el molde del RNA mensajero, entonces el RNA mensajero va a ser complementario al molde. Con la salvedad de que desde donde había desoxirribosa habrá ribosa, y donde había timina, habrá uracilo, entonces este mensaje sale del núcleo, la membrana tiene unos poros y sale del núcleo que se va al citoplasma, donde lo agarran los ribosomas y los RNA de transferencia que también salen del núcleo, porque se producen ahí, agarran sus respectivos aminoácidos en el citoplasma y empiezan a leer el mensaje. Este mensajero lo copia, a través de la hebra molde, está copiando la hebra que lo origina, y esa copia, como el DNA no puede salir del núcleo, la lleva el citoplasma, se lee en el citoplasma y se fabrica la proteína.Todas las expresiones de nuestros genes o la mayoría está regulada por proteínas reguladoras de la expresión génica, que son proteínas cuyos dominios tienen una estructura tal que reconocen esos sectores del DNA.Cuando fallan estas proteínas, queda el descalabro con los genes. Una célula puede dejar de expresar un gen y por lo tanto deja de producir una proteína o al revés, sobre estimular la producción y se puede producir muchas proteínas y provocar problemas.

HIDRATOS DE CARBONO

Azúcares, glucosa, galactosa y fructosa.Los azúcares son moléculas que están compuestas por carbono y agua, como su nombre lo indica hidratos de carbono (carbonos hidratados).Si n = 6 está repetido 6 veces ¿cuántos carbonos tendría esa molécula de co2?C6H2CO6 = glucosa.Si ustedes cuentan los carbonos, los hidrógenos, la glucosa va a tener 6 carbonos, 2 hidrógenos y 6 oxigeno, pero fíjense que también ésta galactosa tiene 6H2O6, azúcares con 6 átomos de carbono.Las azúcares son un poco más complejos, Ej. Los azúcares forman estructuras cíclicas, en vez de quedarse así como les mostré anteriormente, se va quebrando la molécula hasta unirse por un costado por un oxigeno y forma una estructura cíclica. Hexágono, Si a la glucosa le agrego un ácido, tengo un ácido glucuorolico. si le agrego un grupo básico tengo una glucosa amino. Son derivados de la glucosa. Tienen una base de la glucosa. Y aquí le coloco otro grupo, el grupo eneceatilo, o sea de la glucosa amina, me queda eneceatil glucosalina. Pero esa estructura cíclica es típica de los azúcares. Así están lo azúcares, organizados espacialmente, y los

grupos químicos de esa azúcar pueden quedar para distintos lados, y no es igual que queden para distinto lado.

Ej.: H H H H H

H

H

H

H

Cuando se cerró el ciclo, cuando se armó la glucosa cíclica, el oxigeno y el hidrógeno quedaron en distintas posiciones, pero iguales glucosas.Estos son ejemplos de 2 polisacáridos uno es la celulosa y otro el almidón.Hay dos diferencias del almidón: es soluble en agua y la celulosa no es soluble en agua. El almidón es un polímero de la glucosa y la celulosa es un polímero de la glucosa también. La única diferencia es que el OH quedó para arriba y el otro para abajo, se compensan los ángulos y esta es una molécula absolutamente lineal y cada polímero se pega al lado del otro y establece una interacción muy estrecha y no puede entrar agua por entremedio, por lo tanto no son solubles, y en el otro se produce un arqueo de las moléculas y se produce una molécula que da vueltas en espiral. Se producen grandes espacios por donde puede entrar el agua y la puede disolver.

Los lípidos son hidrofóbicos y no se disuelven en agua. Es toda molécula que no se disuelven en agua y se disuelven en solventes orgánicos. Son una familia muy diversa de moléculas.Los ácidos grasos son cadenas de carbono con hidrógeno, cadenas hidrocarbonadas, por ejemplo el aceite que se come tienen ácido oleico, grasa, loa ácidos grasos se juntan con estas pequeñas moléculas que son el glicerol y forman los glicéridos.

Triglicéridos: cuando hay un exceso de triglicéridos se producen problemas más o menos grabes a nivel metabólico, hay una acumulación de todas las grasas, se almacenan en el tejido adiposo como triglicéridos, cuando hay una abundancia de grasas, los triglicéridos empiezan a salir a circulación y se empiezan a acumular en las paredes de los capilares sanguíneos y provocan patologías.Este es un trialcohol, este grupito H hace la función que se llama alcohol. Si se unen con una serán los monogliceridos, si se unen dos diglicéridos y si se unen 3 son los triglicéridos. Hay veces que uno de estos no se juntan con un ácido graso, se junta con un fosfato y queda un fosfotriglicérido. Se llamará fosfolípido que forman membranas biológicas.

Esteroides:

Loa ácidos grasos son cadenas largas que están unidas por una sola rayita. Esa rayita representa un enlace químico. Pero a veces se ven 2 rayitas, ese es un enlace doble. Cada vez que hay doble rayita, se produce un doblez, una pequeña curvatura en la molécula. Cuando esto pasa se dice que está insaturado porque cada dos rayitas se le quita hidrógenos, o sea, no está saturado, o sea, no tiene todos los hidrógenos que podría tener si todos los enlaces fueran simples. Este es un ácido graso saturado porque tiene todos los hidrógenos posibles que puede tener. Cada vez que le puedo quitar un hidrógeno puedo formar un insaturado.La fluidez tiene que ver con la saturación o instauración. Insaturado = más fluidoSaturado = menos fluidoLa membrana está hecha de fosfolípidos que tienen estos mismos ácidos grasos, algunos están saturados y otros insaturados. ¿Qué pasaría si yo tuviera una

membrana hecha de puros fosfolípidos saturados?, sería una membrana rígida, por eso las membranas son más fluidas porque tienen fosfolípidos insaturados.

Las membranas biológicas son bicapas de fosfolípidos, así se originó el límite celular de la primera célula y atraparon adentro todo lo que formó la primera célula y se mueven, por eso son fluidas, porque como la patita le permite distanciarse lo suficiente de los otros fosfolípidos, mientras más laxa la posición entre dos constituyentes, más grande de libertad tienen los vehículos de circulación, mientras más extensa sea la relación, menos grados de libertad.El colesterol es un lípido que tiene una cabecita y es polar. Tiene una colita hidrofóbica y se inserta en la bicapa y va a quedar fijo porque tiene las mismas características de los fosfolípidos.Esto rigidiza la membrana y es un regulador de la fluidez. Cuando hay exceso de colesterol se produce la rigidización de la membrana. Las células mitoteliales que son unas células alargadas, que tienen mucha membrana plasmática y que forman el capilar, cuando se rigidizan, ofrecen mayor resistencia a la presión de la sangre, entonces el colesterol aumenta la presión sanguínea.El colesterol es bueno porque fabrica hormonas y regula la fluidez, pero en exceso es malo porque rigidiza las membranas. Cuando ocurre eso, todas las proteínas, el funcionamiento de éstas, que funcionan y cambian conformacionalmente por la fluidez de los fosfolípidos quedan congeladas, por lo tanto no tiene la flexibilidad necesaria para reconocer el sustrato y para reconocer cualquier señal química y poder funcionar dentro de la bicapa lipídica. Hay fosfolípidos que tienen carga y otros no , hay fosfolípidos que están unidos a azúcares (glicolípidos), hay fosfolípidos que están exclusivamente hacia la cara interna de la membrana celular, y otros al contrario, los fosfatoglicerina están con la cabecita hacia adentro de la membrana con carga negativa, por lo tanto ese lado interno tendrá carga negativa con respecto a su lado externo, hay una diferencia eléctrica entre las dos caras de la membrana. Eso después va a ser aumentado por el desequilibrio de

Cabeza apolar

Molécula anfipática

Colas apolares (extremos grasos)

Ácido graso insaturado

iones, y va a ser muy importante para la transmisión de impulsos nerviosos, el potencial de acción que se conectan las neuronas y que transmiten las neuronas que es un cambio en el potencial eléctrico de la membrana, entonces la membrana es asimétrica y heterogénea.El componente más importante, por que es una membrana de verdad, un glóbulo rojo. en la membrana se ve como dos líneas y más clara adentro donde están las partes hidrofóbicas. Tiene un mosaico no sólo de lípidos, también proteínas de diferente naturaleza. Globulares, tienen forma semiesférica, proteínas fibrilares, que tiene ese dominio que pasa por la membrana. La mayoría de las proteínas tiene en su cara extracelular también azúcares (glicoproteínas).Proteína integral de la membrana (atraviesa la membrana) tiene un gran compromiso con la bicapa lipídica, mientras que otras proteínas están asociadas a otras proteínas que se llaman proteínas periféricas, no son tan periféricas. Otras que parecen periféricas no son tan periféricas porque están unidas covalentemente, a través de un enlace covalente por una interacción estable entre los átomos. Esta red está unida físicamente con el líquido de la membrana, por lo tanto a esta proteína cuesta sacarla y también se considera integral de la membrana. Hay proteínas que tienen distintos grados de compromiso con la membrana lipídica.

Distintos transportes de la membrana.

El transporte es siempre a favor de la gradiente de concentración, de donde está más concentrado a donde está menos concentrado.Cuando atraviesa la bicapa sin problema se llama difusión simple y no necesita proteínas. Si la sustancia no es liposoluble, hay dos posibilidades de transportarla a favor de su gradiente a través de una molécula transportadora y la reconoce por el lado que está más concentrada, cambios de concentración y la mente hacia adentro, o a través de canales que son como compuertas que se abren y dejan pasar a favor de la gradiente y después se cierran. Los iones por ejemplo se transportan a través de canales y la glucosa u otras moléculas se transportan a través de carriers o transportadores. Esto también es difusión a favor de la gradiente, pero es facilitada por proteínas. Estos 3 tipos de transportadores se llaman transportes pasivos porque no hay consumo de energía porque es a favor de la gradiente.A veces la célula requiere transportar una molécula en contra de su gradiente de concentración y eso no es espontáneo por lo tanto necesita energía, representada como ATP. El transportador es una proteína también, pero debe experimentar una transformación profunda ya que debe tomar la molécula desde el lado citosólico y forzarla a que pase para el otro lado. Y este cambio que experimenta la proteína es muy dramático, y la única manera de hacerlo es que alguien le aplique energía para que lo haga y esa energía se la da el ATP.El ATP la transforma por un momento, la fosforila y después se desfosforila. El ATP proporciona la energía para que ocurra este cambio y fuerce a transportar una molécula fuera de su gradiente de concentración, y éste se llama transporte activo, por lo tanto lo que diferencia al transporte activo del pasivo es:

- uno es a favor de la gradiente de concentración y el otro es en contra - en uno no hay consumo de energía y en el otro si.

Fin segunda clase.

NUCLEO E INFORMACIÓN GENETICA

Fundamentalmente la información genética está estructurada en una moléculaLa molécula está estructurada en lo que es el DNA. Entonces este DNA es una molécula altamente específica y extraordinariamente importante y además muy versátil. Este DNA, esta molécula es el cerebro de la célula, es quien organiza las funciones celulares y en los organismos vivos portan en un compartimiento, en un lugar especifico dentro de la célula o la podemos encontrar suelto dentro de esa célula, y de acuerdo con eso se reconocen dos grandes reinos, dos clases de seres vivos, los procariontes y los eucariontes

Los procariontes son las bacterias y los eucariontes son aquellas que tienen núcleo organizado y dentro del núcleo tienen la molécula de DNA. En el caso de las bacterias el DNA está suelto dentro de su límite celular (membrana plasmática), el DNA puede estar suelto en el citoplasma o dentro de un núcleo.

Ahora vamos a conocer de que manera una molécula de DNA es muy importante, tanto en procariontes como en eucariontes, los mecanismos por los cuales se transmiten no son los mismos pero la función que cumplen es la misma.El flujo de información siempre va

DNA

RNA

Proteínas

Gracias a que las proteínas funcionan, la célula cumple una determinada función, la gracia está en cómo una molécula es capaz de transformarse, o dirigir la función de una célula, cómo una célula que tiene una función muy especial, está

determinada en esa posición por la estructura que tiene su DNA, en su DNA molde, en su molécula madre.Este flujo de información que es unidireccional lleva a que transitoriamente esta molécula RNA se exprese un una molécula transitoria que tiene una vida corta y ésta molécula dirige la síntesis de una proteína, la manufactura, la fabricación de una proteína al interior de la célula, sea procarionte o eucarionte.Nosotros somos organismos pluricelulares pero provenimos siempre de una fusión de dos células que son muy importantes, el ovosito y el espermatozoide, lo importante, tanto del ovosito como del espermatozoide es fundamentalmente que exista siempre una cantidad de información genética que sea exactamente igual a los miembros de una misma especie.El mecanismo por el cual siempre una célula conserva la cantidad de material genético cuando se divide en dos células hijas es el mecanismo mitótico (mitosis) pero curiosamente cuando se unen dos células que vienen de un macho y una hembra, cuando se fusionan, en teoría podría producirse una multiplicación del material genético, si esto fuera así, como cada uno tiene 23 pares, en el cigoto tendríamos 69. esto no sucede ya que estas células que se generan ya sea en el espermio o en el ovocito, sufren un proceso distinto al de la mitosis que se llama meiosis; para que esto ocurra adecuadamente hay una serie de mecanismos que aseguran que esta sea una copia fiel para poder expresar proteínas específicas.El código genético o el mapeo genético que nosotros tenemos en los cromosomas humanos, determinan fundamentalmente la topografía, el lugar

esp

ecífico donde se encuentra la información que codifica para un rasgo.

Tenemos 46 cromosomas que estirados y puestos en un papel muy bonito y cada uno lleno de muchas flechas y números que son codificaciones específicas como para asumir un lugar determinado en la presencia de un gen.Gen: es la información, es un pedacito de DNA, un trozo de DNA, y éste trocito de DNA puede codificar una proteína y esa proteína puede ser muy importante o no,

Color de ojos

Color de pelo

son muy importantes cuando por ejemplo son enzimas que catalizan reacciones pero es menos importante cuando es una proteína estructural.

El DNA es un compuesto químico muy especial, está hecho de nucleótidos que se unen con otros peldaños.

Una suma de nucleótidos forman una hebra, la que está a frente también lo es.Existe una complementariedad entre estos nucleótidos y los que están en frente, sólo encajan si son complementarios.

Nucleótido

Esto compone el ácido desoxirribonucleico, ácido porque tienen un ácido fosfórico, azúcar (pentosas) y base nitrogenada.

Toda nuestra información genética está basada en solo cuatro bases hidrogenadas distintas, adenina, timina, citosina y guanina, y tenemos 46 cromosomas con una cantidad de genes increíbles dentro de esta molécula, y solo 4 cosas que hacen la diferencia.Como esta información se transforma en proteínas usando estos 4 compuestos, esto tiene que ver con la forma o estructura que tienen las proteínas.

Proteína: secuencia de aminoácidos

Cada uno de estos aminoácidos de los 20 que se dice que hay, hacen cualquier proteína estructural, combinándose de cualquier forma como para hacer proteínas diferentes, o sea la combinatoria de ellas es lo que hace la diferencia para cada aminoácido, está codificando siempre de 3 bases nitrogenadas y estas tres constituyen un triplete, entonces la cantidad de tripletes que se pueden generar es muy grande, estos tripletes están en el DNA.

Si yo tengo un núcleo con 23 cromosomas, tomando

uno y estirándolo, puedo tener más de 10 metros con un cromosoma, si miramos dentro de éste vamos a encontrar esto:

A G G T U U G T A G A T U T T G

Si yo quiero expresar una proteína, tomo un triplete

La cantidad de proteínas o información que puedo sacar de cada hebra de DNA es enorme. Cuando uno dice EXPRESIÓN GENICA tiene que tener en cuenta que desde el ADN se llega a proteínas por un mecanismo que es bastante más complejo que lo que nosotros hemos conversado. Lo que debe quedar claro es que cuando hay una respuesta celular, hay una modificación en la expresión de una proteína puntual. Una proteína que se ha expresado transitoriamente en un momento determinado de la vida de ésta célula. Ahora, este DNA tiene que estar siempre protegido. Es lo más valioso que tenemos, el DNA para una célula es muy importante que esté protegido. El DNA nunca puede salir del núcleo. Entonces ¿cómo sale la información del núcleo? Manda un esclavo que es el RNA que será el mensajero, éste viaja y lleva la información desde el núcleo al citoplasma. En los procariontes en DNA está desnudo, está libre en el citoplasma, esto no es mejor ni peor. Nuestro sistema está preparado para subsistir temperaturas hasta 37 grados, cuando ya pasamos esa temperatura sobre los 40 grados, nuestras proteínas se rompen, por lo tanto nuestras enzimas no funcionan, por lo tanto se pierde agua y se muere. Toda esta información genética que se transmite del DNA a proteínas. Además tiene que ser transmitida de una célula madre a una célula hija. ¿Cómo lo hace?, genera dos células hijas parecidas a las progenitoras que tienen un núcleo exactamente igual genéticamente en un proceso que se denomina mitosis. Cuando una célula decide entrar en mitosis, tiene que dejar descendencia (células hijas), pero esta célula que se divide genera dos células hijas, pero la célula madre desaparece. La célula madre es distinta a la s hijas y son dos células nuevas, o sea, una célula madre se sacrifica y se transforma en dos células hijas. Pierde su individualidad y ésta célula solo tiene que crecer, y crecerán hasta un minuto tal que la relación entre el núcleo y el citoplasma sea alguna particular para esa estirpe celular, y esta se dividirá después en dos células nuevas hijas. Este proceso metódico también es altamente regulado pero también involucra una cosa bien importante: que no hay variabilidad alguna entre la información nuclear de la madre a las hijas, y éstas a sus hijas. Los linajes celulares que se generan a partir de mitosis sucesivas, siempre entrega la misma información genética. Por eso nuestro DNA está metido en el huevito fecundado que es exactamente igual al que nosotros tenemos ahora, ya no somos huevitos fecundados. La información genética está en todas las células de nuestro cuerpo, cualquiera sea ella, con la diferencia solamente en la función que cumple. Si eso es así, para la mayoría o todas las células que tienen la misma formación genética y la mayoría de las células sufre ese proceso de mitosis. ¿Qué pasa específicamente con las neuronas, donde está la causa que no se separen?, todas las células en general siguen un proceso, un ciclo de vida, y como es cíclico, una mitosis es capaz de generar una nueva célula a partir de ella misma, esto constituye la base de lo que llamamos ciclo celular y que cuando esto es permanente constituye el ciclo proliferativo. Para que exista, para que ocurra una mitosis, y para que quede la misma cantidad de información genética, algo tiene que pasar como para que se asegura que las hijas tienen la misma información genética, y estas también después.

El DNA debe necesariamente duplicarse, y esto lo hace de esta forma,

Fase S = síntesis Cuando decide duplicarse = G1

Cuando se divide = G2Reposo ploriferativo = G01

G2 Dif

M G01 S

G1

Esta información genética duplicada debe ocurrir en algún minuto antes de que empiece a dividirse y eso constituye lo que se denomina una etapa puntual discreta en la cual se produce lo que se denomina la síntesis , la manufactura, la fabricación de una nueva molécula de DNA y eso ocurre en un período discreto dentro de este ciclo proliferativo que es la fase S de síntesis, pero también tiene que haber un minuto en el cual la célula decida entrar a dividirse , es la fase del crecimiento que es previo a cuando se duplica el material genético, entonces se denomina una fase o un lapsus de tiempo G1; y existe una segunda etapa en la cual la célula se ha duplicado su material genético se organice para que se efectúe la mitosis que se denomina G2 , esto es el ciclo de vida de la célula . la célula crece , las células hijas son pequeñitas y ahora tienen que crecer, una vez que crecen llegan a un tamaño tal que empiezan a dividirse nuevamente y ese es G2 . G1 es el proceso de crecimiento de la célula, En G2 se preparan unas proteínas que servirán para separar físicamente el material genético que es la mitosis. Esto ocurre permanentemente en todas las célula, las células hepáticas por ejemplo , en las células musculares, excepto en las células que tenemos en nuestro cuerpo , no están generalmente en proliferación, por ejemplo en nuestro hígado con 120 hepatocitos y no se van a replicar más porque no es necesario, así están funcionando bastante bien, entonces no está en este ciclo proliferativo, ciclo de crecimiento , sino que se han salido de este ciclo proliferativo, y se han salido por el G01 que es un reposo proliferativo , las células al igual que nosotros no están permanentemente reproduciéndose, cuando es G0 es un reposo proliferativo

siempre, en el caso de los hepatocitos por un accidente o una infección o por una agresión puntual el hígado, puede regenerar las células que están dormidas en reposo proliferativo, pueden incluso volver a G1 y crecer, pero hay algunas células que no son capaces de volver al ciclo y van camino a lo que se denomina la diferenciación, pero es una diferenciación que ya es terminal, no son capaces de volver al ciclo proliferativo, abandonan el ciclo proliferativo y se quedan aquí , las neuronas están aquí, son incapaces de volver, esta neurona que tiene un núcleo con un DNA que es exactamente igual por ejemplo una célula del oído , como a partir de un mismo núcleo se pueden encontrar células tan distintas, primero producto de la diferenciación, la expresión diferenciada de genes, esto significa que el núcleo producto de que se expresa un gen u otro gen se va a sintetizar una proteína muy especial, la cual a su vez genera un ambiente que rodea este núcleo que hace que sólo algunos de estos genes se expresen dentro de este DNA total, entonces siempre en un proceso de diferenciación hay algunos genes que se dice que están abiertos, que están expresándose permanentemente y otros genes que se han ocultado, que se han callado, que no se han expresadoLos genes que se expresan en la neurona son completamente distintos a los que se expresan en la célula del oído, pero todas las células tienen los mismos genes, son todas iguales, solo que unas hacen una cosa y otros hacen otra cosa. La neurona van a lo que se denomina la diferenciación celular, pero es terminal, cuando es incapaz la célula de desprogramar su DNA, sus genes se expresaron tan fuertemente de tal forma que después es imposible que el patrón de esos genes se pueda disolver, en esta condición está la neurona, por eso es que no puede volver al ciclo proliferativo.

La división celular involucra fundamentalmente unos procesos que, si nosotros tenemos una célula como la de una mosca

Mosca

Metafase

Cada raya es un cromosoma, tiene tres pares de cromosomas, para que se den dos células hijas tiene que haber lo mismo que un lado y el otro a nivel nuclear, entonces lo primero que hace esta mosca o este núcleo es duplicar estas hebras de DNA , este núcleo tiene esa gracia.

Cada rayita negras es un cromosoma, cada uno de estos dos es una pareja, es un par , pero ahora cuando yo estoy duplicando la hebra de DNA lo que estoy haciendo es aumentar la cantidad de DNA, pero no estoy aumentando la cantidad de cromosomas, sigo teniendo 6 cromosomas , lo que ocurre es que esta hebra se abre

Pero empieza esta hebra a servir como molde para que se haga una hebra nueva, y esta misma molécula de DNA la estoy duplicando , entonces esta va a ser una hebra nueva , a lo largo de todo el DNA , lo que tengo ahora es esto, el mismo DNA pero con una copia al lado, entonces esto se transforma ahora, cada cromosoma es una molécula de DNA , una hebra de 46 que tenemos dentro de nuestro núcleo, empaquetado en un ovillo como una madeja de lana, entonces aumento la cantidad de DNA pero dentro de un mismo cromosoma, este cromosoma es único, pero cuando se duplica (un cromosoma es una cromátida) y un cromosoma duplicado son dos cromátidas, entonces cada uno de estos cromosomas están duplicados, ¿qué hay que hacer ahora?, si yo quiero generar dos células hijas, lo que voy a hacer ahora es colocar los cromosomas a lo largo de un eje en un proceso que es metafase, pero para que esto ocurra , tiene que en algún minuto producirse la desaparición del núcleo, el núcleo desaparece, y solo queda el citoplasma, y ahora la mitad negra se van para un lado y los rojos se van para el otro lado, y después el citoplasma se va a dividir , entonces tendré dos células con 6 cromosomas , hemos conservado el numero cromosómico que es lo importante, y hemos conservado la cantidad de información genética , que también es importante. Este núcleo que se ha replicado en algún momento pierde su núcleo, se desorganiza el núcleo, el núcleo es dinámico, entonces lo que tendremos es solo un citoplasma con los cromosomas desordenados

S

Entonces que es lo que debería pasar en esta estructura sin núcleo, los cromosomas se orientan espacialmente en el plano ecuatorial, entonces aquí hay una proteína que está en el citoplasma que está en todas las células que son una especie de tubo que se llama tubulina, y esta tubulina lo que va a hacer es dividir el cromosoma, el tronco, la mitad del cromosoma se llama centrómero, si tengo esta región que se llama centrómero y tengo la tubulina, esta tira una cromatida para un lado y otra para el otro, entonces se separan y tengo dos células un poco alargadas y ambas tienen la misma cantidad de cromosomas, ahora se empieza a reorganizar el núcleo, todas nuestras células se reproducen por mitosis.Ahora hay una cosa importante, si yo tengo una neurona, con un núcleo que está diferenciado, este tiene todos los genes del individuo, como les puedo asegurar que tiene todo el material genético, gracias a un experimento que hizo un señor Górdon, tomó un óvulo que es una célula muy grande con un citoplasma bastante diferenciado le colocó ultravioleta, le sacó el núcleo diferenciado en el núcleo indiferencial. De aquí. Un óvulo de anfibio, de aquí pudo sacar muchas células que se murieron, otros salieron a la mitad, y otros salieron como individuos completos.

Todo depende del medio donde esté un citoplasma diferenciado solo se desprograma en un núcleo diferenciado, lo que se lo permite es un ovocito.Esto es lo que se conoce como clonación.Cuando uno sabe de qué esta constituida la célula, sabe como funciona un ser vivo, debe ser más importante pesquisar algunas patologías para entregar un tratamiento tomando en cuenta la individualidad biológica del paciente.En el caso del ser humano muchas patologías que se dan a nivel somático o psíquicos pueden ser pesquisados con diagnósticos o tratados con tratamientos moleculares, un paciente esquizoide se encuadrarlo dentro de un síndrome entonces lo que hacen los psiquiatras, los doctores, es buscar la causa molecular de la enfermedad, hay muchísimas enfermedades que pueden ser detectadas observando la secuenciación del DNA, como la fibrosis quistica etc. Algunos de nosotros ha logrado su desarrollo físico fundamentalmente gracias a la secreción de la hormona del crecimiento, o nuestra madures sexual gracias a la liberación de gonadotropinas secretadas por el sistema endocrino pero que han sido gavilladas por un sistema nervioso que funciona adecuadamente.Muchas enfermedades psicosomáticas son consecuencia de un sistema nervioso deprimidoOrganismos vivos comen, crecen, se reproducen y mueren, las células hacen lo mismo, la gracia está en que en un organismo pluricelular como nosotros hay células que están bastante alejadas de lo que se supone es la fuente nutricional clásico, por ejemplo las bacterias son capaces de captar cosas que están en el ambiente y metabolizarlas , por ejemplo hay unas algas que son capaces de captar la luz radiante y generalmente generar su alimento , energía en una forma de ATP para hacer un trabajo y en la célula es un catabolismo o un anabolismo o sea una síntesis de para hacer algo o una ruta de degradación para obtener algo , pero siempre se va a hacer porque dentro de la célula debe haber energía que ayude a dirigir los trabajos.Es imposible pensar que un individuo pueda ser explicado metabólicamente solo por la aparición de moléculas, el ser vivo es mucho más que la suma de sus moléculas, es decir no solo el ser vivo requiere ATP, sino que requiere todas las relaciones de correspondencia que se establecen entre las células, entre los órganos y también entre los demás individuos.

Nosotros tenemos una sola fuente de alimentación que es el sistema digestivo, pero tiene que haber un baso comunicante que lleve lo que nosotros estamos incorporando a los lugares tan alejados del organismo que tienen células vivas que tienen que mantenerse vivas. Nosotros tenemos una cosa para que nuestro proceso funcione bien que es el oxigeno, cada una de nuestras células requiere oxigeno porque al interior de la célula existe un Organelo que se llama mitocondria, que es capaz de tomar ese oxigeno y colocarla dentro para generar energía

SISTEMA RESPIRATORIO

Este señor tiene un sistema de respiración bastante clara, es capaz de incorporar vía nasal el oxigeno y el co2 que hay en el aire, nosotros tragamos lo que hay, entra esta mezcla gaseosa vía nasal, y nosotros tenemos en la nariz un bulbo olfatorio que son como unos cojinetes que tiene unas células receptoras que están conectados con unas neuronas, éstos receptores son sensibles a algunas moléculas y de acuerdo con ello podemos distinguir olores, como los perfumes, este bulbo olfatorio captura a través de sus receptores que codifican químicamente algo y lo manda al cerebro, éste lo codifica como un aroma en especial. Pero eso no es todo lo que pasa, también pasan otras moléculas como el oxigeno y el co2, pero no van a llegar secas porque nosotros tenemos unas glándulas que son capaces de humidificar el aire, por eso es conveniente respirar por la nariz, tiene que entrar húmedo porque nos vamos a encontrar con los pulmones

Este sistema respiratorio que se ramifica en dos pulmones, cada vez que se ramifica esto está rodeado por unas estructuras cartilaginosas que impiden que éstas se cierren, y entra esta mezcla gaseosa para que se ramifique en árboles menores y mas menores todo esto se llama árbol respiratorio donde tenemos bronquios, bronquiolos, y alvéolos, éstas están tapizadas de células que secretan mucus o moco, y permanentemente todo este sistema está humidificado.Curiosamente a nivel de alvéolos. Por cada inspiración, el aire entra hasta aquí, y nuestra capacidad pulmonar vital está en poder llenar todas estas regiones con oxigeno y co2, mientras mas expuestos estamos a la contaminación, ésta capacidad se va perdiendo.

ARBOL BRONQUIAL

ALVEOLO PULMONAR

Llega aquí una gran cantidad de oxigeno y co2, pero lo que mayormente hay es oxigeno, llega aquí porque asociado con este sistema van unas cañerías muy

delgadas que son los capilares que son parte del sistema circulatorio, a este nivel una célula que se ha diferenciado de tal manera de la medula ósea roja que es capas de perder su núcleo y transformarse en un glóbulo rojo, el que tuene la gracia de tener fundamentalmente una proteína (hemoglobina)

ésta proteína tiene la gracia de ser capaz de capturar oxigeno y co2 , solo depende de la concentración que encuentre, en la célula lo que más hay es co2, entonces como el sistema circulatorio va por todos lados lo que más recoge es co2.A nivel alveolar, la sangre que viene de los tejidos viene con una gran cantidad de glóbulos rojos que tienen una alta concentración de co2 y una baja concentración de oxigeno. Entonces se produce el intercambio gaseoso. Entonces como en el alveolo es alta la concentración de oxigeno, la hemoglobina suelta el co2 , captura el oxigeno y el co2 se devuelve al alveolo que nosotros votaremos en la respiración. Ahora este glóbulo lleno de oxigeno se va a los tejidos, intercambia nuevamente los gases y sigue su ciclo.

Algo tiene que influir para que esto suceda, esto es una red de cañerías que lo que hacen es tener cerrado el sistema, una red de tuberías que son capilares, arterias venas y una bomba que es capas de permitir el flujo del glóbulo rojo y otras cosas.