martes, 27 de octubre de 2009

miércoles, 21 de octubre de 2009

RITA LEVI-MONTALCINI, NEURÓLOGA, PREMIO NOBEL DE MEDICINA.

22/12/2005
-¿Cómo celebrará sus 100 años?

- Ah, no sé si viviré, y además no me placen las celebraciones. ¡Lo que me interesa y me da placer es lo que hago cada día!

- ¿Y qué hace?

- Trabajo para becar a niñas africanas para que estudien y prosperen ellas y sus países. Y sigo investigando, sigo pensando...

- No se jubila.

-¡Jamás! ¡La jubilación está destruyendo cerebros! Mucha gente se jubila, y se abandona... Y eso mata su cerebro. Y enferma.

- ¿Y cómo anda su cerebro?

-¡Igual que a mis 20 años! No noto diferencia en ilusiones ni en capacidad. Mañana vuelo a un congreso médico...

- Pero algún límite genético habrá...

- No. Mi cerebro pronto tendrá un siglo..., pero no conoce la senilidad. El cuerpo se me arruga, es inevitable, ¡pero no el cerebro!

- ¿Cómo lo hace?

- Gozamos de gran plasticidad neuronal: aunque mueran neuronas, las restantes se reorganizan para mantener las mismas funciones, ¡pero para ello conviene estimularlas!

- Ayúdeme a hacerlo.

-Mantén tu cerebro ilusionado, activo, hazlo funcionar, y nunca se degenerará.

- ¿Y viviré más años?

- Vivirá mejor los años que viva, que eso es lo interesante. La clave es mantener curiosidades, empeños, tener pasiones

- La suya fue la investigación científica...

- Sí, y sigue siéndolo.

- Descubrió cómo crecen y se renuevan las células del sistema nervioso...

- Sí, en 1942: lo llamé nerve growth factor (NGF, factor de crecimiento nervioso), y durante casi medio siglo estuvo en entredicho, ¡hasta que se reconoció su validez y en 1986 me dieron por ello el premio Nobel!

- ¿Cómo fue que una chica italiana de los años veinte se convirtió en neurocientífica?

- Desde niña tuve el empeño de estudiar. Mi padre quería casarme bien, que fuese buena esposa, buena madre... Y yo me negué. Me planté y le confesé que quería estudiar...

- Qué disgusto para papá, ¿no?

-Sí. Pero es que yo no tenía una infancia feliz: me sentía patito feo, tonta y poca cosa... Mis hermanos mayores eran muy brillantes, y yo me sentía tan inferior...

- Veo que convirtió eso en un estímulo...

- Me estimuló también el ejemplo del médico Albert Schweitzer, que estaba en África para paliar la lepra. Deseé ayudar a los que sufren, ¡ése era mi gran sueño...!

- Y lo ha hecho..., con su ciencia.

-Y, hoy, ayudando a niñas de África para que estudien. Luchemos contra la enfermedad, sí, ¡pero todo mejorará si acaba la opresión de la mujer en esos países islamistas...!

- La religión ¿frena el desarrollo cognitivo?(del conocimiento)

- Si la religión margina a la mujer frente al hombre, la aparta del desarrollo cognitivo.

- ¿Existen diferencias entre el cerebro del hombre y el de la mujer?

- Sólo en las funciones cerebrales relacionadas con las emociones, vinculadas al sistema endocrino. Pero en cuanto a las funciones cognitivas, no hay diferencia alguna.

- ¿Por qué todavía hay pocas científicas?

- ¡No es así! ¡Muchos hallazgos científicos atribuidos a hombres los hicieron en verdad sus hermanas, esposas e hijas!

-¿De veras?

- No se admitía la inteligencia femenina, y la dejaban en la sombra. Hoy, felizmente, hay más mujeres que hombres en la investigación científica: ¡las herederas de Hipatia!

- La sabia alejandrina del siglo IV...

-Ya no acabaremos asesinadas en la calle por monjes cristianos misóginos, como ella. Desde luego, el mundo ha mejorado algo...

- Nadie ha intentado asesinarla a usted...

-Durante el fascismo, Mussolini quiso imitar a Hitler en la persecución de judíos..., y tuve que ocultarme por un tiempo. Pero no dejé de investigar: monté mi laboratorio en mi dormitorio... ¡y descubrí la apoptosis, que es la muerte programada de las células!

- ¿Por qué hay tan alto porcentaje de judíos entre científicos e intelectuales?

- La exclusión fomentó entre los judíos los trabajos intelectivos: pueden prohibírtelo todo, ¡pero no que pienses! Y es cierto que hay muchos judíos entre los premios Nobel...

-¿Cómo se explica usted la locura nazi?

- Hitler y Mussolini supieron hablar a las masas, en las que siempre predomina el cerebro emocional sobre el neocortical, el intelectual. ¡Manejaron emociones, no razones!

- ¿Sucede eso ahora?

- ¿Por qué cree que en muchas escuelas de Estados Unidos se enseña el creacionismo en vez del evolucionismo?

- ¿La ideología es emoción, es sinrazón?

- La razón es hija de la imperfección. En los invertebrados todo está programado: son perfectos. ¡Nosotros, no! Y, al ser imperfectos, hemos recurrido a la razón, a los valores éticos: ¡discernir entre el bien y el mal es el más alto grado de la evolución darwiniana!

- ¿Nunca se ha casado, no ha tenido hijos?

- No. Entré en la jungla del sistema nervioso ¡y quedé tan fascinada por su belleza que decidí dedicarle todo mi tiempo, mi vida!

-¿Lograremos un día curar el alzheimer, el parkinson, la demencia senil...?

- Curar... Lo que lograremos será frenar, retrasar, minimizar todas esas enfermedades

-¿Cuál es hoy su gran sueño?

-Que un día logremos utilizar al máximo la capacidad cognitiva de nuestros cerebros.

- ¿Cuándo dejó de sentirse patito feo?

- ¡Aún sigo consciente de mis limitaciones!

- ¿Qué ha sido lo mejor de su vida?

- Ayudar a los demás.

- ¿Qué haría hoy si tuviese 20 años?

- ¡Pero si estoy haciéndolo!

sábado, 4 de julio de 2009

Descubiertos en Australia tres nuevos dinosaurios

Los fósiles de tres nuevas especies de dinosaurios han sido descubiertos en Australia, incluyendo a un carnívoro más grande que el Velociraptor de las películas de "Parque Jurásico", lo que apunta a que la zona tiene un pasado prehistórico más complejo de lo que se creía.
Los dos herbívoros y el carnívoro descubiertos, los primeros grandes ejemplares que se desentierran desde 1981, se encontraron en Queensland y datan de hace más de 98 millones de años, de mediados del periodo Cretácico.
"No sólo nos presenta estos dos nuevos gigantes de cuello largo del antiguo continente australiano, sino que también anuncia nuestro primer gran depredador", explicó el viernes el paleontólogo John Long, responsable de ciencias del Museo Victoria.
El registro de los fósiles de esta región es extremadamente pobre, en comparación con África, Sudamérica y Norteamérica.
Los nuevos ejemplares se desenterraron en una excavación conjunta del Museo Australiano Era de los Dinosaurios y el Museo de Queensland en Winton, en una zona remota de Queensland.
El terópodo carnívoro ha recibido el nombre de Australovenator y el apodo de "Banjo", por el poeta rural australiano Banjo Patterson. Los dos saurópodos herbívoros son el Wintonotitán y el Diamantinosaurio.
"Banjo, el guepardo de su época, era ligero y ágil. Podía alcanzar a la mayoría de sus presas con facilidad en campo abierto", comentó Scott Hocknull, principal autor del informe del hallazgo, publicado el viernes en la revista PLos One (www.plosone.org/home.action).
"Su rasgo más distintivo eran tres afiladas garras en cada mano. A diferencia de otros terópodos con brazos cortos, como el Tiranosaurio Rex, Banjo era distinto. Sus brazos eran un arma principal. Es la respuesta australiana al Velocirraptor, pero mucho más grande y más terrorífico", dijo Hocknull.
"Banjo" arroja algo de luz sobre la ascendencia de los mayores dinosaurios carnívoros conocidos, los carcharodontosaurios - un grupo de reptiles de gran tamaño - como el Giganotosaurio, señaló el experto.
Por su parte, los dos herbívoros eran diferentes especies de titanosaurios, la clase de dinosaurio más grande que se conoce.
El Wintonotitán era un animal alto que podría haber encajado en una categoría similar a la de las jirafas en los mamíferos, mientras que el compacto Diamantinosaurio era más parecido a un hipopótamo, explicó Hocknull.
Dos de los esqueletos aparecieron juntos en un meandro, donde según explicó el científico, aún quedan fósiles por preparar y más material por excavar.

martes, 2 de junio de 2009

CÓDIGO GENÉTICO


DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA

Watson y Crick sospecharon que una vez esclarecida la estructura del ADN, sería más fácil entender su función. Razonaron, entonces, que si el ADN era la molécula que transmitía la información genética a las células hijas, esta debía funcionar como un código. Para mitad de los 50’s se sabía que la secuencia de nucleótidos en el ADN daba origen a una secuencia de polipéptidos. Es decir, la molécula de ADN debía dirigir la síntesis de proteínas.

ADN → Proteínas

Pero si esto era cierto, faltaba dilucidar una pieza del rompecabezas ya que se sabía que las proteínas se sintetizaban fuera del núcleo. ¿Cómo podía el ADN, que estaba dentro del núcleo, dirigir la síntesis de proteínas fuera del mismo? A Crick se le ocurrió la idea de que debía existir un intermediario.

ADN → ¿? → Proteínas

Un posible candidato para intermediario era el ARN, que se encuentra en el citoplasma. El ARN tenía varias características que lo hacían un firme candidato:
· Un esqueleto de azúcares y fosfatos (a pesar de que tiene un azúcar distinto, ya que el ARN tiene ribosa en vez de desoxirribosa),
· Tanto el ADN como el ARN usan las mismas bases nitrogenadas, pero el ARN tiene uracilo en vez de timina,
· El uracilo se puede unir a la adenina como lo hace la timina,
· El ARN es una cadena sencilla.

Crick sintetizó esta idea a lo que llamó el Dogma Central de la Biología, que especifica que el ADN se traduce en ARN y este, a su vez, dirige la producción de proteínas.



Según este postulado, la información fluye de manera unidireccional: no puede moverse de las proteínas al ADN. Es decir, una vez que la información llega a las proteínas, estas no pueden ser cambiadas o, lo que es lo mismo, las proteínas no pueden influir en los genes. Si bien Crick usó el término dogma en un sentido figurado y quizá con humor, ya que las ideas científicas sólo son aceptadas hasta que aparezca evidencia experimental que las desmienta, durante algún tiempo esta idea adquirió cierta dimensión de verdad absoluta en la mayoría de los libros de texto.
No obstante, la ciencia es un ente dinámico, que no se asienta en dogmas, salvo notables excepciones. Actualmente el dogma ha sufrido cierta fisura, pues han surgido una serie de elementos que implican la ampliación de este dogma tan categórico. Estas excepciones atañen, entre otras situaciones o elementos, a los priones, ribozimas y la enzima transcriptasa inversa.
En 1971 se descubrió que algunos virus, como el VIH, llevan su información en forma de ARN, y que esta puede pasar al ADN de sus huéspedes. Ese proceso ocurre en sentido contrario al esquema de Crick, ya que la información pasa del ARN al ADN. Además, actualmente se sabe que tanto el ARN como las proteínas pueden influir en la expresión del código genético.



Podemos resumir el Dogma Central de la Biología como sigue:
1. La información contenida en el ADN se transcribe a una molécula de ARN (proceso llamado transcripción) que recibe el nombre de ARN mensajero o ARNm.
2. La información contenida en el ARNm es "leída" por estructuras llamadas ribosomas, traduciendo el lenguaje nucleico al lenguaje proteíco. La relación que hay entre ambos lenguajes recibe el nombre de Código Genético. Así, la palabra GTG en ácidos nucleicos en proteína se traduce por Histidina; TTT por Lisina, y así sucesivamente. Este proceso se denomina traducción.

Otra función del ADN es la de transmitirse a su descendencia. Esto lo hace el ADN duplicándose a sí mismo en el proceso conocido como replicación. Ahora bien: en la reproducción sexual, el nuevo individuo recibe la mitad del ADN de cada uno de sus padres. Así, este individuo es genéticamente distinto de ambos: así es como la reproducción sexual genera variabilidad. Si el ADN se transmitiera a la célula o al individuo hijo sin variación, como copia exacta del ADN parental, estaríamos ante la reproducción clónica.

Funciones del ARN

Si bien el ADN contiene la información genética del organismo, el ARN permite que ésta se transforme en proteínas. Existen tres tipos de ARN; el mensajero (ARNm), que lleva la información del núcleo al citoplasma; el ribosomal (ARNr), que conforma la maquinaria necesaria para la síntesis proteica (y tiene actividad catalítica), y el de transferencia (ARNt), que transporta los aminoácidos necesarios para sintetizar la nueva cadena proteica.

Modelo de Watson y Crick

James Watson y Francis Crick dedujeron un modelo estructural tridimensional para el ADN que explicaba un patrón de difracción de rayos X y fue también la fuente de conocimientos notables de las propiedades funcionales de los ácidos nucleicos.
Las características del modelo de ADN de Watson y Crick son:
1. Hay dos cadenas helicoidales de polinucleótidos enrolladas a lo largo de un eje común. Las cadenas transcurren en direcciones opuestas.
2. Los ejes de azúcar fosfato se sitúan en el exterior y, por tanto, las bases de púricas y pirimídicas están en el interior de la hélice.
3. Las bases son casi perpendiculares al eje de la hélice y las bases adyacentes están separadas 3.4 Aº. La estructura helicoidal se repite cada 3.4 Aº, de modo que hay 10 bases igual a 3.4 Aº por vuelta/3.4 Aº por base por cada vuelta de hélice; asimismo, hay una rotación de 36 grados por base (360° por vuelta completa/10 bases por vuelta).
4. El diámetro de la hélice es de 20 Aº.

Diferencias fundamentales entre los ácidos nucleicos:

El ADN tiene las bases adenina, guanina, timina y citosina; mientras que el ARN en lugar de timina tiene uracilo.
El ADN está formado por dos cadenas de nucleótidos mientras que el ARN es de cadena sencilla.
El carbohidrato (monosacárido –pentosa de 5C- en ADN es la Desoxirribosa y en ARN, la Ribosa).
Una característica extraordinaria de las moléculas de ADN que se dan en la naturaleza es su longitud. Una molécula de ADN debe constar de muchos nucleótidos para portar la información genética necesaria incluso para los organismos más sencillos.
El modelo de doble hélice del ADN y la presencia de pares de bases específicos sugirió inmediatamente cómo podría replicarse el material genético; la secuencia de bases de una hebra de la doble hélice determina de manera precisa la secuencia la otra hebra. Una base de guanina de una hebra se empareja siempre con una base de citosina de la otra hebra; una base de adenina siempre con una de timina y así sucesivamente; por tanto, la separación de la doble hélice en sus dos cadenas componentes producirá dos moldes de hebra simple sobre los que se podrán formar nuevas dobles hélices, cada una con la misma secuencia de bases que la doble hélice original; como consecuencia, al replicarse el ADN, una de las cadenas de cada molécula del ADN descendiente se sintetizará de nuevo, mientras que la otra se transmitirá intacta desde la molécula del ADN original; lo que se conoce como replicación semiconservadora.

Ácidos nucleicos

En los ácidos nucleicos el azúcar de un nucleótido se une al azúcar del siguiente a través de un grupo fosfato formando un eje (o esqueleto) común. Las bases de los nucleótidos unidos de esta manera quedan perpendiculares al eje mencionado.


El emparejamiento de bases da lugar a la formación de una doble hélice, estructura helicoidal constituida por dos hebras que corren en sentidos opuestos. Estos pares de bases aportan dos mecanismos, siendo uno de ellos el responsable de copiar la información genética de una cadena del ADN existente para formar una nueva cadena doble y otro para pasar información a una cadena de ARN.


ÁCIDOS NUCLEICOS

Este grupo de biomoléculas son de gran importancia en el avance del conocimiento del desarrollo de la estructura y función los seres vivos, sobre todo en los aspectos de la reproducción celular, de la conservación de la información y herencia genética, y del control de las funciones celulares.
Se les puede conceptuar de varias maneras, pero en general se les concibe como macromoléculas naturales, polímeros de nucleótidos de una cadena (ARN) o dos cadenas (ADN), cuya función principal es la de contener y permitir la transcripción y traducción de la información genética (código genético), para la elaboración de proteínas, sustancias importantes para la estructura y funcionamiento de las células. Es importante destacar que los nucleótidos son las unidades estructurales (monómeros) a partir de los cuales se forman las largas cadenas de ácidos nucleicos, por ello, es necesario desarrollar un concepto sobre estas sustancias.

Nucleótidos
Son moléculas formadas por un azúcar, una base nitrogenada y un radical fosfato. El azúcar puede ser ribosa en los ribonucleótidos, o desoxirribosa en los desoxirribonucleotidos; la diferencia entre estos azúcares es que la primera tiene un grupo —OH en la posición 2’ y la segunda sólo hidrógeno. Los carbonos de estos azúcares se numeran como primos debido a que los de las bases nitrogenadas a los que se unen llevan una numeración natural.

Bases nitrogenadas
Son compuestos derivados de la purina o de la pirimidina. Las púricas son adenina y guanina; y las pirimídicas son citosina, timina y uracilo.
Algunos nucleótidos como monómeros cumplen funciones específicas como el adenosín trifosfato (ATP), que es la molécula energética de los organismos.
El adenosín monofosfato (AMP) cíclico sirve como mensajero desde la membrana celular al interior de la célula y otros que actúan como parte de coenzimas o en procesos tales como la fotosíntesis.
Sin embargo, su papel más llamativo lo cumplen como elementos de construcción de los ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). Éstos contienen la información genética que se transmite de una generación a otra y permiten su expresión en la síntesis de proteínas.

jueves, 28 de mayo de 2009

Área Propedéutica. Tercer Año.

ÁREAS. (Todas 2 horas cada una)

Humanidades:
1.- Epistemología. (epistemología: Doctrina de los fundamentos y métodos del conocimiento científico.)
2.- Psicología y competencias exitosas
3.- Arte y diseño

Ciencias Naturales y de la Salud.
1.-Educación ambiental y para la salud
2.- Bioquímica
3.- Temas selectos de Biología.

Ingenierías
1.- Física para ingenierías
2.-Química para ingenierías
3.-Temas selectos de química

Ciencias Sociales.
1.- Introducción al Derecho y las Ciencias políticas
2.- Introducción a las ciencias económicas administrativas
3.- Introducción a las ciencias sociales.

AVISO

Examen 4º parcial: 1 al 5 de junio 09

Aseo de salones y entrega de boletas: 12 de junio 09

Elección áreas para 3er año: 15 de junio 09. Edifico Laboratorios, sala 3 sólo para alumnos REGULARES.
Horario:
10 am -11 am promedio 10 y 9
11 am-12 pm promedio 8 y 7
12 pm a 1 pm, promedio 6
REQUISITOS:
Boleta de calificaciones autorizada por el Tutor (firma y horario)
El alumno deberá haber realizado la evaluación docente en línea (PIEVA) y participado en el aseo del salón.

Evaluación PIEVA en línea 8-12 junio 09

Ordinarios: 15-18 junio 09
Entrega de calificaciones ordinario: 19 junio 09
Actas Ordinario: 22 de junio 09

Para Ordinarios: tener promedio mínimo de 6 SEIS, si tienen parcial (es) reprobado (s), presentarlo (s) en Ordinario
Mínimo 80% de asistencia a curso normal.

El alumno podrá presentar TODAS las materias en Ordinario.

Inscripción Extraordinario: 23 Junio 09
Revisión listados extraordinario: 24 junio 09

Asesorías: 22 junio- 3 julio 09

Extraordinario: 6-9 julio 09
Pueden presentar aquellos que hayan reprobado no más de 5 CINCO materias
Es BAJA institucional a los alumnos que hayan reprobado 6, 7, 8 ó 9 materias.

Calificaciones extraordinario: 10 julio 09
Actas extraordinario: 10 julio 09

Inscripción en línea a 3er año: 10-14 Agosto 09

INICIO CURSOS: 17 agosto 09

Examen EXTRAORDINARIO 2, se realizará en septiembre.
Pueden presentarlo todos aquellos que hayan reprobado no más de 5 cinco materias.
El alumno tiene la obligación de aprobar todas las materias
De no ser así, causa baja institucional.

miércoles, 27 de mayo de 2009

PROTEÍNAS

Las proteínas son polímeros biológicos de aminoácidos. Los aminoácidos presentes en las proteínas de todos los seres vivos son 20; éstos se caracterizan por poseer un grupo amino y un grupo carboxilo unidos a un carbón y se diferencian por su radical R. Dependiendo de dicho radical pueden ser polares, apolares, con carga o neutros. La unión entre los aminoácidos es por el enlace peptídico, que se forma al reaccionar el grupo carboxilo de uno al amino de otro con producción de una molécula de agua. Una vez formado el enlace peptídico se habla de residuos de aminoácidos.
Los aminoácidos, como todos los compuestos orgánicos, presentan isómeros; los de valor biológico son los de la forma L. El porqué se eligieron éstos durante el proceso de la evolución se desconoce y representa una pregunta a discusión.

Las proteínas en el ser humano son del orden de 100,000 y debemos recordar que todas las funciones de los seres vivos involucran al menos una proteína, de ahí su importancia. El peso molecular es variable y puede alcanzar hasta millones; por ejemplo, podemos citar la albúmina (del huevo), la insulina, la globulina (en el suero) y la hemoglobina (en los glóbulos rojos). Cada proteína tiene una forma espacial única (tridimensional) que responde a la función específica que tendrá en el organismo.
Por la complejidad estructural de las proteínas, para facilitar su estudio se han establecido cuatro niveles estructurales que son: primario, secundario, terciario y cuaternario. La estructura primaria se refiere al orden en que se encuentran los aminoácidos dentro de la molécula proteica. Dada la naturaleza de cada aminoácido este orden determina los siguientes niveles estructurales.

La estructura secundaria es la relación espacial entre los residuos de aminoácidos que quedan cerca de la molécula proteica. En este nivel podemos encontrar estructuras repetitivas como la hélice α y la hoja plegada (lámina β).

La estructura terciaria es la forma total de la molécula proteica que se estabiliza por puentes de hidrógeno, de disulfuro (entre cisteínas) e interacciones electrostáticas. En el caso de proteínas con más de una subunidad se refiere a la forma de cada una de ellas; por ejemplo, la hemoglobina está constituida por dos subunidades A y dos B.

La estructura cuaternaria es la forma total de una proteína integrada por diferentes subunidades.
La estructura de una proteína facilita su función, la cual está determinada por diversos factores en el medio; éstos son temperatura, pH, salinidad y otras sustancias químicas. Cuando una proteína por efecto de estos factores pierde su forma y, por tanto, su función, decimos que se ha desnaturalizado.

De acuerdo con su función, las proteínas se clasifican en:
· Catalizadoras: Que reciben el nombre de enzimas y aceleran reacciones químicas en los organismos.
· Transportadoras: Acarrean elementos de un lugar a otro, como la hemoglobina que transporta el oxígeno de los alvéolos pulmonares a cada una de las células del organismo.
· Generadoras de movimiento: Como las que provocan la contracción muscular.
· Anticuerpos: Son proteínas principalmente del grupo de las globulinas que protegen al organismo de sustancias extrañas al cuerpo.
· Estructurales: Forman parte de las membranas celulares y estructuras extracelulares. Todos los tejidos las poseen en mayor o en menor grado.
· Hormonales: Algunas proteínas realizan funciones de control metabólico como la insulina que regula los niveles de azúcar en la sangre.

ENZIMAS (BIOCATALIZADORES)

Son catalizadores biológicos por excelencia, todas las reacciones metabólicas dependen de ellas. Hasta 1989 se pensaba que todas las enzimas eran de naturaleza proteica; los estudios de los premios Nobel de Química, el estadounidense Thomas Cech y el canadiense Sidney Altman, demostraron que moléculas de ARN tienen funciones catalíticas durante la síntesis de proteínas y la maduración del propio ARN. Se ha propuesto que en este caso se hable de ribozimas, término que deriva de la combinación de enzima y ácido ribonucleico.
Aunque cada enzima tiene su propio mecanismo de acción, podemos decir que todas disminuyen la energía de activación de la reacción que catalizan.
Debemos recordar que la energía de activación es aquella que debe aportarse para que una reacción ocurra; por lo tanto, si ésta disminuye la reacción se facilita.

Una enzima actúa sobre uno o varios reactantes, que reciben el nombre de sustratos, para lograr uno o varios productos. Esta acción involucra una serie de cambios conformacionales que permiten la interacción con los sustratos, su transformación y hasta la producción y liberación de los mismos.
La unión del sustrato a la enzima se lleva a cabo en el sitio activo, que siempre es una hendidura o bolsa hidrofóbica en la estructura proteica. Esta unión se describe mediante el modelo de la llave y la cerradura.

De acuerdo con este modelo, el sitio activo tiene una conformación que cambia a la entrada del sustrato (sufre un cambio conformacional) y obliga a éste a cambiar, pero al formarse el producto se da un nuevo cambio conformacional que provoca la salida del mismo. De esta manera, el sitio activo puede compararse con un guante que adopta la forma exacta de la mano sólo hasta que ésta se encuentra dentro del guante; este modelo fue dado por Daniel Koshlan en Berkeley.

Vitaminas

Las vitaminas por sí mismas son moléculas orgánicas, que se necesitan en pequeñas cantidades en la dieta de los animales superiores.
Estas moléculas cumplen el mismo papel en casi todas las formas de vida, pero en el curso de la evolución los animales superiores han perdido capacidad de sintetizarlas. El hombre necesita al menos 12 vitaminas en la dieta. Las rutas de la biosíntesis de las proteínas de las vitaminas son complejas; por lo tanto, es más eficaz biológicamente ingerir las vitaminas que sintetizar las enzimas necesarias para construirlas a partir de moléculas más sencillas. La deficiencia en vitaminas puede generar enfermedades en todos los organismos que necesitan estas moléculas.
Las vitaminas se clasifican en dos grupos en función de su solubilidad en agua o en disolventes apolares: hidrosolubles y liposolubles.

Las vitaminas hidrosolubles están compuestas por el ácido ascórbico (vitamina C) y una serie conocida como el complejo de las vitaminas B.
La serie de vitaminas B son coenzimas.
La deficiencia en vitaminas origina una serie de trastornos; sin embargo, muchos de los síntomas pueden generarse a partir de otras condiciones diferentes a la carencia de una vitamina. Por esta razón, y debido a que las vitaminas se necesitan en cantidades relativamente pequeñas, las situaciones patológicas que provienen de las deficiencias de vitaminas a menudo son difíciles de diagnosticar.
La necesidad confirmada de vitamina C (ácido ascórbico) es relativamente fácil de demostrar. Esta vitamina hidrosoluble no se utiliza como coenzima, sino que es necesaria para mantener la actividad de la polihidroxilasa. Esta enzima sintetiza 4-hidroxiprolina, un aminoácido necesario en el colágeno, la proteína más abundante del tejido conjuntivo en los vertebrados que raramente se encuentra en otra parte

Las vitaminas liposolubles participan en diferentes tipos de funciones y se designan con las letras A, D, E, y K.
La vitamina K funciona en la coagulación normal de la sangre. La vitamina A (retinol) es el precursor del retinal, que es el grupo fotoabsorbente de la rodopsina en el ojo. La deficiencia de esta vitamina produce ceguera nocturna; además, los animales jóvenes necesitan vitamina A para crecer. El ácido retinoico, que posee un grupo carboxilato terminal en lugar del grupo alcohol terminal del retinol, actúa como una molécula señal activando la transcripción de genes específicos que participan en el crecimiento y desarrollo.
El metabolismo de calcio y fósforo está regulado por una hormona derivada de la vitamina D; su deficiencia impide la formación correcta del hueso en animales jóvenes. La deficiencia de vitamina E (alfa-tocoferol) en ratas provoca esterilidad. Esta vitamina reacciona y neutraliza las especies reactivas del oxígeno, como los radicales hidroxilos, que pueden oxidar a los lípidos insaturados de las membranas dañando las estructuras celulares.

martes, 26 de mayo de 2009

LÍPIDOS

Los lípidos son un grupo muy heterogéneo de sustancias que se definen por una característica física, ser insolubles en agua y muy solubles en disolventes orgánicos como el éter o el cloroformo; los lípidos son un grupo muy importantes de biomoléculas por las funciones que desarrollan dentro de las células, por ejemplo, son grandes reservas de energía, componentes estructurales de las membranas celulares, hormonas, vitaminas, etc.
Los monómeros que constituyen a los lípidos son los ácidos grasos.

Ácidos orgánicos
Estos compuestos se caracterizan por poseer uno o más grupos del ácido carboxílico (— COOH), los compuestos que poseen este grupo se llaman ácidos orgánicos debido a que se ionizan para producir iones H+.

COOH → COO– + H+

Ésteres
Bajo ciertas condiciones, un alcohol y un ácido orgánico reaccionarán de manera característica para formar un compuesto llamado éster.
En donde R1 representa el alcohol y R2 el ácido carboxílico. Esta reacción se efectúa por la combinación del grupo — OH del alcohol con el grupo — COOH del ácido, originando agua y éster.


Ácidos grasos
Las moléculas orgánicas que posee un grupo carboxílico y una cadena con más de cuatro carbonos son relativamente insolubles en agua y se llaman ácidos grasos. Son los componentes más abundantes de los lípidos, generalmente no se encuentran en forma libre, sino de manera esterificada.
Los ácidos grasos se han dividido en dos grandes grupos: saturados e insaturados, dependiendo de la ausencia (saturados) o presencia (insaturados) de dobles ligaduras en su molécula. Como ejemplos de los primeros en grasas animales tenemos los siguientes:

Ácidos grasos insaturados. Éstos con dobles ligaduras existen en las grasas vegetales, por ejemplo:

Ácidos grasos esenciales: Son aquellos que no pueden ser sintetizados por nuestro organismo y tienen que ser ingeridos en la dieta vegetal, por ejemplo tenemos el linoleico y el linolénico.

Clasificación de los lípidos

La clasificación de los lípidos se basa de manera general en determinar que sustancias están den-tro de la estructura de su molécula; utilizando este criterio se clasifican en: simples, compuestos y sustancias asociadas a lípidos.

Lípidos simples
Son ésteres de ácidos grasos con diversos alcoholes; pueden ser grasas neutras o triacilglicéridos y ceras.

Grasas neutras o triacilglicéridos.
Están formadas por ésteres de ácidos grasos y glicerol; aquellos con ácidos grasos no saturados o número bajo de átomos de carbono se encuentran en forma líquida a temperatura ambiente y son los aceites. Son importantes como depósito de reserva del tejido celular subcutáneo o como soporte y protección de órgaos internos.
Cuando se encuentran esterificados los tres hidroxilos del glicerol se llaman triacilglicéridos, forma en la que se encuentran en la naturaleza y entran en nuestro organismo.

Las grasas y los aceites son susceptibles a diferentes reacciones de deterioro que reducen el valor nutritivo del alimento y además producen compuestos volátiles que imparten olores y sabores desagradables. El término rancidez se ha usado para describir los diferentes procesos a través de los cuales se alteran los lípidos. Existe la rancidez hidrolítica y la rancidez oxidativa.
La primera se debe básicamente a la acción de las enzimas lipasas que liberan ácidos grasos de los triacilglicéridos; mientras que la segunda se debe a la acción del oxígeno y de las enzimas lipoxigenasas sobre las instauraciones de los ácidos grasos.

Ceras
Son ésteres de ácidos grasos de cadena larga con alcohol, distinto a la glicerina. Como ejemplo tenemos la cera de abeja y la esperma de ballena. En los animales se encuentran especialmente como secreciones y pueden servir como cubierta protectora de la piel o pelambre por actuar como impermeabilizante. La misma función protectora la tienen en las plantas, donde las ceras pueden encontrarse recubriendo el fruto o las hojas.

Lípidos compuestos
Son lípidos constituidos por carbono, hidrógeno, nitrógeno y fósforo, dentro de éstos se encuentran:

Fosfolípidos.
Se forman por la unión de un alcohol polivalente (glicerol), ácidos grasos y ácido fosfórico. Constituyen las membranas de la célula como la membrana celular o la de organelos como las mitocondrias o el aparato de Golgi. Los fosfolípidos se dividen en dos zonas: la del glicerol y el grupo fosfato resultan polares, por lo que son hidrofílicas; mientras que las de los ácidos grasos son apolares, por lo que son hidrofóbicas. Por poseer ambas características esta molécula se llama anfipática. Su importancia radica en su capacidad para formar bicapas que son la base estructural de las membranas biológicas.

Glucolípidos o cerebrósidos.
Se forman por la unión de alcoholes polivalentes con ácidos grasos, grupos amino y un azúcar que generalmente es la glucosa o la galactosa. Forman parte estructural del tejido nervioso y sirven como aislantes.

Lipoproteínas.
Son lípidos simples o compuestos combinados con proteínas; forman parte estructural de membranas celulares y subcelulares; son responsables del transporte de lípidos en la sangre, tejidos y órganos.
Lípidos derivados.
Son sustancias asociadas a los lípidos. También son conocidos como lípidos misceláneos o insaponificables, son moléculas con propiedades de solubilidad muy semejantes a las de los lípidos. Se les clasifica en esteroides y carotenoides.

Esteroides
Son moléculas cuya estructura difiere de la de los lípidos simples y compuestos; se encuentran en una gran variedad de formas estructurales y muchos son característicos de plantas y animales. Sin embargo, todos los esteroides poseen una misma estructura general de 17 carbones dispuestos en tres anillos de 6 C, unidos a uno de 5 C llamado núcleo esteroidal o ciclopentanoperhidrofenantreno (CPPF).
Los esteroides se dividen en dos grupos de importancia biológica, son los esteroles y algunas hormonas; entre los esteroles más conocidos tenemos el colesterol, que tiene influencia en la fluidez y estabilidad de las membranas biológicas, y el ergosterol que se transforma en vitamina D debido a la radiación ultravioleta.
Hormonas. Son hormonas esteroideas las producidas en la corteza de la cápsula suprarrenal (aldosterona y cortisol) y en las glándulas sexuales (testosterona y estradiol).

Carotenoides.
Son sustancias de origen vegetal que se encuentran en forma de pigmentos (rojo, naranja o amarillo). Tienen importancia por ser precursores en la síntesis de vitaminas como la “A” para la vista, la “E” cuya carencia provoca esterilidad por falta de desarrollo de las células sexuales, y la “K” que interviene en la coagulación de la sangre.













CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos son miembros de una familia de compuestos orgánicos que se caracterizan por tener varios grupos hidroxilos y por lo menos potencialmente un grupo aldehídico o cetónico. Un alcohol polivalente es una molécula orgánica que tiene más de un radical alcohólico (C — OH), por ejemplo el glicerol.
La palabra carbohidrato literalmente significa carbón con agua (carbón hidratado) o hidrato de carbono, y se les conoce así por tener carbón, hidrógeno y oxígeno, éstos dos últimos en la misma proporción que en el agua, sin embargo, en la fórmula empírica se observa que eso no es cierto.

CnH2nOn

También se les conoce como sacáridos (sacar en latín significa azúcar), glúcidos (glucos en griego significa dulce) o azúcares; desempeñan su principal función biológica como energéticos, o sea, que de ellos se obtiene energía para procesos vitales. Un gramo de carbohidratos proporciona 4 calorías. Además, desempeñan funciones estructurales y de reserva.

Clasificación de los carbohidratos

Se pueden clasificar según dos criterios:
1. De acuerdo con el grupo funcional que poseen: se dividen en aldosas por presentar un grupo aldehído en el C1 (— CHO) y cetosas por presentar un grupo cetona en el C2 (— CO).
2. De acuerdo con su complejidad estructural o número de unidades que contengan se dividen en: monosacáridos o azúcares simples (al hidrolizarse no se degradan en azúcares más sencillos), oligosacáridos (al hidrolizarse se producen de dos a diez unidades de monosacáridos) y polisacáridos (al hidrolizarse producen gran número de monosacáridos).

Monosacáridos.
Son carbohidratos que no pueden desdoblarse por hidrólisis y se nombran por el número de átomos de carbono en su cadena con la terminación osa: triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, etcétera. La ribosa y desoxirribosa (pentosas) son los azúcares que forman parte de los ácidos nucleicos ARN (ácido ribonucleico) y ADN (ácido desoxirribonucleico). Las hexosas tienen seis átomos de carbono; son las más abundantes en la naturaleza y las más importantes moléculas desde el punto de vista fisiológico y nutricional.
La D-glucosa se encuentra ampliamente distribuida en la naturaleza en frutas y plantas, también se encuentra en la sangre del hombre que contiene cerca de 100 mg de glucosa por 100 ml. Si la con-centración de glucosa aumenta aparece en la orina; al exceso de glucosa en la sangre se le de-nomina hiperglicemia (hiper = elevado, glucos = dulce, hema = sangre) y es una de las consecuencias de la enfermedad llamada diabetes.
Cuando nivel sanguíneo de glucosa es menor que el normal, se presenta hipoglucemia (hipo = bajo). La glucosa es la molécula energética por excelencia; además de proveer la energía para el organismo, puede almacenarse en forma de glucó-geno en animales o almidón en las plantas.

Oligosacáridos
(oligo = poco, sacar = azúcar): El número máximo de monosacáridos que se encuentran en los oligosacáridos es de 10 a 12; de acuerdo con el número de unidades de monosacáridos, los oligosacáridos pueden ser: disacáridos (dos monosacáridos), trisacáridos (tres monosacáridos), tetrasacáridos (cuatro monosacáridos), etc. Los disacáridos más comunes son: la maltosa, formada por dos glucosas; la lactosa, el azúcar de la leche, formado por una glucosa y una galactosa; y la saca-rosa, el azúcar de las frutas, formado por una glucosa y una fructosa.
Enlace glucosídico
Los monosacáridos se unen entre sí para formar oligosacáridos y polisacáridos; la unión la realizan por el enlace glucosídico, en el cual dos carbones quedan unidos por un átomo de oxígeno y durante su formación se libera una molécula de agua.
El enlace glucosídico puede ser α o β. El primero se caracteriza por ser fácilmente digerible, mientras que los compuestos que tienen el enlace beta glucosídico no.

Polisacáridos. Al hidrolizarse producen muchas unidades de monosacáridos. Estos carbohidratos se encuentran de manera abundante en la naturaleza. Sus moléculas son muy grandes y complejas, tienen elevado peso molecular, son ligeramente solubles en agua y no son muy activos químicamente. Como ejemplo de polisacáridos tenemos sustancias de reserva como el almidón y el glucógeno. En el caso de sustancias estructurales, tenemos al polisacárido celulosa, principal constituyente de la pared celular de las plantas y a la quitina que forma parte del exoesqueleto de los artrópodos.

BIOMOLÉCULAS

POLÍMEROS Y MONÓMEROS
Para entender cómo se encuentran estructurados los seres vivos y la manera en qué funcionan, es necesario contar con un conocimiento básico de los átomos y de las moléculas que los forman; así pues las interacciones entre estos átomos y moléculas producen estructuras, mismas que son las responsables del crecimiento, el movimiento y todas las demás características de un ser vivo.
Las biomoléculas son todas aquellas moléculas que constituyen a los seres vivos, las cuales pueden ser de naturaleza inorgánica y orgánica.
La mayoría de las biomoléculas son muy grandes y están constituidas por grandes cadenas, por la unión de pequeñas moléculas o monómeros. A las moléculas resultantes se les llama macromoléculas o polímeros.
El proceso de unión de monómeros se realiza por el proceso llamado síntesis por deshidratación. Todos los monómeros sueltos tiene átomos de H y grupos oxhidrilos (-OH) al unirse se desprende una molécula de agua. El proceso inverso se denomina hidrólisis, hidro= agua, lisis separación.
Existen cuatro grupos principales de biomoléculas:
carbohidratos (cuyos monómeros son los monosacáridos),
lípidos (sus monómeros son los ácidos grasos),
proteínas (sus unidades son los aminoácidos) y los
ácidos nucleicos (formados por monómeros que son los nucleótidos).

lunes, 25 de mayo de 2009

EL AGUA, UN COMPUESTO INORGÁNICO

Esta sustancia siempre es indispensable para la existencia y desarrollo de todos los tipos de vida. El agua se presenta en tres estados físicos: líquido, sólido y gaseoso.
Debido a que no sufre cambios apreciables durante su utilización biológica, en muchas ocasiones no se le da importancia; sin embargo, gracias a ella se llevan a cabo las diferentes reacciones bioquímicas que sustentan la vida. La principal función biológica del agua se basa en su capacidad para disolver sustancias o mantener otras en suspensión o en forma coloidal, y en seguida se describen:

Solución: Sistema homogéneo que consta de un disolvente y uno o varios solutos, en el cual no podemos distinguir su separación. Por ejemplo, en el agua de mar las sales son solutos y el agua es el solvente.

Coloide: Sistema intermedio, es decir, entre homogéneo y heterogéneo con una fase dispersa y otra dispersora; a simple vista presenta el efecto Tyndall (dispersión de la luz). Los coloides son importantes, ya que 90% de la materia viva se encuentra en este estado. Por ejemplo, el protoplasma celular, humor vítreo y el plasma sanguíneo.

Suspensión: Sistema heterogéneo que consta de dos fases: dispersa y dispersora, y es posible distinguir la separación de una con la otra. Por ejemplo, agua y arena; la fase dispersora es el agua y la fase dispersa, la arena.

La diferencia entre los tres sistemas está determinada por el tamaño de las partículas. La mayoría de los organismos contienen gran cantidad de agua; en algunos casos puede constituir hasta 95% de su peso (ejemplo, las medusas); cerca de 70% del cuerpo humano es agua y solamente ciertos tejidos, como huesos, pelos y dientes, contienen una baja concentración de ella.
El cuerpo humano pierde agua de manera continua a través de diferentes medios como el sudor, la orina, la respiración y las heces; el hombre requiere recuperar aproximadamente 1.5 litros de agua como mínimo al día para efectuar todas sus funciones biológicas en forma adecuada. Una pérdida de 10% del contenido de agua es causa de enfermedad y una pérdida de 20% puede causar la muerte.

Estructura de la molécula del agua
La molécula del agua no es lineal, es altamente polar; constituida por dos átomos de hidrógeno unidos por enlace covalente con un átomo de oxígeno que forma una estructura tridimensional. Los dos átomos de hidrógeno se unen a uno de oxígeno e integran una molécula de forma irregular, pues los átomos de hidrógeno quedan a los lados del oxígeno en un ángulo de 104.5º, produciéndose una desigual distribución de las cargas eléctricas.
La electronegatividad del oxígeno hace a la molécula de agua muy polar; además de que la hace capaz de formar puentes de hidrógeno con otras moléculas de agua y con diferentes biomoléculas, como proteínas y carbohidratos principalmente. Los puentes de hidrógeno que se forman entre moléculas de agua son muy débiles comparados con los enlaces covalentes que existen entre los átomos de oxígeno e hidrógeno, pero son muchos los que permiten que estabilicen estructuras en proteínas y ácidos nucleicos.
La temperatura tiene un efecto muy importante sobre la intensidad de interacción que existe entre las moléculas de agua, de tal manera que a bajas temperaturas se favorecen los puentes de hidrógeno, mientras que a altas se inhibe su formación. El hielo tiene 100% de puentes de hidrógeno, mientras que el vapor de agua carece de ellos.
Las funciones biológicas del hombre se efectúan normalmente en un intervalo de temperatura muy corto, alrededor de 37°C, que es la temperatura del cuerpo humano; se considera que a esta temperatura se conservan de 35 a 47% de puentes de hidrógeno.

Propiedades físicas del agua
El agua es inodora, incolora, insípida y transparente, siendo la única sustancia en estado natural sobre la Tierra en abundancia y en sus tres estados al mismo tiempo (líquido, sólido y gaseoso), siempre y cuando la temperatura sea de 0.098°C y la presión sea de 4.58 mm de mercurio. A este fenómeno se le denomina punto triple del agua.


A continuación estudiaremos sus características físicas:

Densidad: El agua se comporta diferente a los demás líquidos (ya que éstos se contraen al enfriarse y se congelan alcanzando su máxima densidad), en tanto que el agua alcanza su máxima densidad a los 4ºC sin congelarse y esta densidad es de 0.9999, o sea, prácticamente 1.0, valor que se considera como valor patrón de comparación para las densidades de los demás líquidos.
Gracias a los puentes de hidrógeno, el estado sólido presenta separación entre las moléculas y, por tanto, su densidad es menor que la del agua líquida, por lo que flota en ella. Esta característica permite la vida acuática en zonas frías, ya que en lagos, ríos y mares de estas zonas se forma una capa de hielo en la superficie al descender la temperatura, la cual protege el agua situada bajo ella de los descensos térmicos del exterior.

Punto de ebullición y de congelación: Son muy altos, lo que permite que exista en estado líquido en una amplia gama de temperaturas y favorece la existencia de seres vivos en ambientes con temperatura extrema.

Calor específico. Éste es muy alto y permite que el agua, cuando se encuentra en grandes extensiones y volúmenes, sea regulador de la temperatura ambiental. En un organismo realiza los cambios en la temperatura corporal.

Calor latente de vaporización. Es el número de calorías requerido para transformar un gramo de líquido a vapor. Al ser elevado convierte el agua en un termorregulador en los organismos tanto vegetales como animales.

Capilaridad. Es el resultado tanto de la cohesión como de la adhesión del agua y se manifiesta en fenómenos como la ascensión del agua de la raíz a las hojas de las plantas.

Cohesión. Es la fuerza de unión entre dos partículas de la misma naturaleza.

Adhesión. Es la fuerza de unión entre dos partículas de distinta naturaleza.

Disociación. En el agua líquida, además de moléculas de agua (aisladas o agrupadas por puentes de hidrógeno), existe una pequeña proporción de moléculas disociadas en sus iones.

En el agua pura la concentración de los iones H+ e -OH es la misma, por lo que resulta neutra. El pH en este caso es de 7.0, un pH menor de este valor indica acidez y mayor alcalinidad. En los fluidos biológicos, las variaciones del pH afectan en gran medida la actividad de muchas moléculas.
Éste es el caso de las proteínas y, en concreto, de las enzimas. Por ello, en el transcurso de la evolución, los seres vivos han adquirido mecanismos que mantienen constante el pH: son los sistemas tampón o amortiguadores.

SALES MINERALES

Las sales minerales son moléculas inorgánicas que desempeñan una función en el organismo dependiendo del estado físico en que se encuentran:

Sales insolubles o precipitadas: Forman estructuras sólidas que suelen cumplir funciones de protección y sostén, por ejemplo:
· Caparazones de CaCO3 de crustáceos y moluscos o caparazones silíceos de radiolarios y diatomeas.
· Esqueleto interno de vertebrados, cuya parte mineral está formada por la asociación de varios compuestos minerales (fosfato, cloruro, fluoruro y CaCO3).
· Determinadas células vegetales incorporan sales minerales en su pared de celulosa, por ejemplo: las células que se encuentran en los bordes de la caña (las impregnaciones silíceas las transforman en cuchillos afilados) o las que forman parte de los pelos de la ortiga, que se vuelven frágiles y al rozarlos se fracturan y se convierten en jeringuillas que inyectan su contenido cáustico. También en el citoplasma de células de algunos vegetales se acumulan cristales de oxalato cálcico, así que el exceso de su ingesta puede contribuir al desarrollo de cálculos renales o biliares.
· En las células animales existen cúmulos de minerales con muy diferentes misiones; por ejemplo, los otolitos del oído interno que son cristales de CaCO3 que intervienen en el mantenimiento del equilibrio, o las partículas de óxidos de hierro presentes en numerosas especies y que el parecer utilizan como brújula interna para orientarse en su desplazamiento.

Sales solubles en agua o en disolución: Se encuentran disociadas en sus formas iónicas (cationes y aniones) correspondientes, las cuales son responsables de su actividad biológica.
Los principales cationes (+) son: sodio, potasio, magnesio, amonio, el catión ferroso y el férrico. Los principales aniones (–) son: cloruro, carbonato, bicarbonato y fosfato.
Como funciones de los cationes podemos mencionar:
· La participación en reacciones bioquímicas.
· La regulación de la concentración de agua en el interior del organismo, a fin de mantener el equilibrio hídrico de los seres vivos.
· La regulación de fenómenos vitales como la transmisión del impulso nervioso, la contracción muscular y la coagulación de la sangre (Na+, K+ y Ca++).
· La regulación del pH tanto intracelular como extracelular.
· La regulación de la solubilidad de determinadas proteínas que son activas y estables en disoluciones salinas y no lo son en agua pura.

Oligoelementos, Funciones.

Azufre: Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina), presentes en todas las proteínas. También en sustancias como la coenzima A

Fósforo: Forma parte de los nucleótidos de los ácidos nucleicos, de coenzimas y fosfolípidos (esenciales de las membranas celulares). Forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos.

Magnesio: Forma parte de la clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas del organismo.

Calcio: Forma el carbonato de calcio de los huesos. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.

Sodio: Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular.

Potasio: Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular.

Cloro: Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido intersticial.

Hierro: Esencial para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y forma parte de los citocromos de la respiración celular, y en la hemoglobina para el transporte de oxígeno.

Manganeso: Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en las plantas.

Yodo, Iodo: Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo.

Flúor: Forma el esmalte dentario y de los huesos.

Cobalto: Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina.

Silicio: Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas.

Cromo: Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.

Zinc: Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.

Litio: Actúa sobre los neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados depresivos.

Molibdeno: Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas.

Níquel: Importante para el buen funcionamiento del páncreas..

Cobre: Interviene en la fotosíntesis, contribuye a la formación de glóbulos rojos y al mantenimiento de vasos sanguíneos, nervios, sistema inmunológico y huesos.

Boro: En las plantas es esencial para el mantenimiento de la estructura de la pared celular y de las membranas.

Vanadio: Regulación del metabolismo de los lípidos.

Estaño: Importante para el crecimiento capilar, mejora el funcionamiento del sistema inmunológico y de los reflejos.

Selenio: Es un antioxidante, estimula el sistema inmunológico e interviene en el funcionamiento de la glándula tiroides.

viernes, 22 de mayo de 2009

Oligoelementos

Se denominan así al conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial, pero que son indispensables para el desarrollo armónico del organismo.
Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 16 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos, y estos son: hierro, manganeso, níquel, cobre, zinc, flúor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio, molibdeno y estaño.

BIOELEMENTOS

Todos los seres vivos están constituidos, cualitativa y cuantitativamente por los mismos elementos químicos. De todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, sólo unos 25 son componentes de los seres vivos. Esto confirma la idea de que la vida se ha desarrollado sobre unos elementos concretos que poseen unas propiedades físico-químicas idóneas acordes con los procesos químicos que se desarrollan en los seres vivos.
Se denominan elementos biogenésicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Atendiendo a su abundancia (no importancia) se pueden agrupar en tres categorías: macroelementos, microelementos y oligoelementos.

Macroelementos o bioelementos primarios (C, H, O, N).
Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total. Las propiedades físicoquímicas que los hacen idóneos son las siguientes:
· Forman entre ellos enlaces covalentes, compartiendo electrones
· El carbono, nitrógeno y oxígeno, pueden compartir más de un par de electrones, formando enlaces dobles y triples, lo cual les dota de una gran versatilidad para el enlace químico
· Son los elementos más ligeros con capacidad de formar enlace covalente, por lo que dichos enlaces son muy estables.
· A causa de la configuración tetraédrica de los enlaces del carbono, los diferentes tipos de moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes. Esta conformación espacial es responsable de la actividad biológica.
· Las combinaciones del carbono con otros elementos, como el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, etc, permiten la aparición de muchos grupos funcionales que dan lugar a las diferentes familias de sustancias orgánicas. Estos presentan características físicas y químicas distintas, y dan a las moléculas orgánicas propiedades específicas, lo que aumenta las posibilidades de crear nuevas moléculas orgánicas por reacción entre los diferentes grupos.
· Los enlaces entre los átomos de carbono pueden ser simples (C - C), dobles (C = C) o triples.

miércoles, 20 de mayo de 2009

Tarea 7

Compara el esquema de la mitocondria con el esquema del procarionte bacteriano y elabora una lista de semejanzas y diferencias.

Tarea 6

Con base en la siguiente figura completa los párrafos que aparecen en el inciso siguiente y anota en los espacios vacíos la(s) palabra(s) adecuada(s).


Para que la respiración celular se lleve a cabo es necesario que los compuestos orgánicos, por ejemplo,_______________ y _________________, se catabolizan hasta formar___________. Este compuesto entra en el proceso. conocido como_______________, en donde se une al___________, compuesto cuya cadena tiene cuatro ____________________y se forma un nuevo ácido con una cadena de -———————, el ácido___________________. Mediante nuevas reacciones se van originando otros ácidos hasta llegar nuevamente al ácido oxalacético. A lo largo de estas reacciones se libera———————————, que sale al ambiente e___________________, que se transfiere a un conjunto de compuestos que se lo van transfiriendo de uno a otro; este conjunto de transportadores de H2 se conoce como__________________________. El hidrógeno se transporta a través de la cadena respiratoria hasta llegar al________________, que es el aceptor final; al unirse el aceptor final y el _______________________ se forma___________________. Durante la transferencia del hidrógeno de un transportador a otro se libera_______________ la cual es usada para sintetizar ___________________a partir de___________________

Tarea 5

Ilumina de diferente color los organelos celulares:
a) De verde, el organelo que regula las actividades celulares.
b) De rojo, el organelo que almacena temporalmente proteínas y azúcares y fuego las secreta.
c) De azul, el organelo que proporciona energía a la célula.
d) De amarillo, la zona membranosa donde se encuentran los ribosomas.
e) De naranja, los organelos que se encargan de la síntesis de proteínas.
f) Pon los nombres a los diferentes organelos que están señalados en tu esquema.
g) Relaciona en la tabla, la columna con los nombres de los organelos y en la otra su función.

Tarea 4

En los siguientes dibujos escribe al lado izquierdo los organelos comunes a la celular animal y vegetal, y del lado derecho los organelos exclusivos de cada célula. Identifica los organelos en los dibujos uniendo con una línea la estructura con su nombre.

Tarea 3

En el siguiente diagrama de Venn escribe las semejanzas y diferencias entre célula procarionte y eucarionte

Tarea 2

1- Estudio de caso – ¿Sabias qué?
Cuando un colibrí extrae el néctar de una flor, se come los productos de la fotosíntesis. La fotosíntesis en las hojas de las plantas ha convertido la energía de la luz en energía química de las moléculas orgánicas que forman el azúcar del néctar. Para cubrir sus necesidades energéticas el colibrí debe comer cada día su peso en néctar, por esto sus células deben extraer de manera eficiente la energía a partir de la glucosa en el néctar.
Cuando las células del colibrí rompen las moléculas de glucosa de alta energía en presencia de oxígeno, obtienen moléculas de baja energía –dióxido de carbono y agua- con las que la planta inició la producción de energía que ahora está disponible para sus músculos y su crecimiento.
Por otro lado, las células del colibrí no pueden utilizar directamente la energía química obtenida de este proceso. Los músculos de sus alas necesitan la energía almacenada en forma de moléculas de trifosfato de adenosina (ATP). Su cerebro utiliza ATP para la conducción de señales nerviosas, y sus ovarios utilizan ATP para la producción de huevos. La planta por su parte utiliza ATP para producir los pétalos, pigmentos, la fragancia que atrajo al pájaro, las hojas y las moléculas de clorofila que capturaron la energía solar.
a. Ponle otro título apropiado a la lectura anterior
b. Elabora un mapa conceptual donde hagas una relación anatómica y funcional de lo macroscópico a lo microscópico, considerando conceptos como célula, sistema, molécula, organelo, tejido, órgano, organismo
c. Explica lo más ampliamente posible qué sistemas entran en función y cómo se relacionan cuando: comes, juegas, cantas, nadas, bailas, duermes y estudias.

Tarea 1 -(Todas las tareas para el 4 de junio 09)

1. Explica ¿Cómo obtienen su alimento las plantas?
2. ¿En qué consiste el proceso de ósmosis?
3. ¿A qué se les llama medios: hipotónico, hipertónico e isotónico?
4. Describe los procesos de transporte activo y pasivo.
5. ¿Para qué emplean las células el ATP en los fenómenos de transporte?
6. Explica en qué consisten la endocitosis y la exocitosis
7. ¿Qué función desempeña el cloroplasto?
8. ¿Cuáles son los reactivos tomados por el cloroplasto del ambiente para realizar su función?
9. ¿Qué tipo de energía toma el cloroplasto del ambiente para la realización de su función?
10. ¿Qué se obtiene durante la función del cloroplasto? ¿Cuál de estos productos sale de la planta y cuál permanece en ella?
11. Anota las etapas de la fotosíntesis.
12. ¿Cuál es la parte del organelo encargada de captar la energía del ambiente y para qué se utiliza?
13. Describe brevemente qué sucede en la fase lumínica e indica qué se utiliza, qué se forma y el camino que siguen los materiales producidos.
14. Describe brevemente la fase oscura de la fotosíntesis e Índica los compuestos que se utilizan, su origen, qué se produce y la utilidad de lo que se produce.
15. ¿Cuál es la relación entre la fase lumínica y la fase oscura?
16. ¿Qué relación tienen los alimentos con la función de la mitocondria?
17. ¿Qué compuesto entra en el ciclo de Krebs y cómo se origina?
18. ¿Que se produce durante el ciclo de Krebs y hacia dónde siguen estos productos?
19. ¿Qué proceso permite que de los aminoácidos de las proteínas se obtengan compuestos sin nitrógeno?
20. ¿Qué se utiliza en la cadena respiratoria, de dónde proviene y qué se produce?
21. Menciona si el ATP (adenosín trifosfato) es un compuesto orgánico o inorgánico.
22. Anota los compuestos que forman el ATP.
23. ¿El oxígeno utilizado durante la respiración sirve para formar CO2 o H2O?
24. Describe la relación que existe entre el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria.
25. Explica cuál es la relación que hay entre: citoplasma - mitocondria-matriz y membrana interna de la mitocondria

martes, 19 de mayo de 2009

Meiosis

Un mecanismo más complejo y perfecto de reproducción es la reproducción sexual que acontece en los organismos con diferenciación sexual y está mediada por células gaméticas haploides que se fusionan para formar un cigoto diploide. Como compensación, este mecanismo exige que células diploides que originan gametos, directamente o indirectamente después de una serie de divisiones mitóticas, lleven a cabo un tipo de división especial denominado meiosis.
La meiosis permite la reducción del número de cromosomas por medio de dos sucesivas divisiones celulares, denominadas primera y segunda divisiones meióticas; sólo una de ellas, la primera, es precedida de la duplicación de los cromosomas. Los cromosomas homólogos se aparean en la primera división de la meiosis y realizan un proceso de intercambio de material genético, denominado entrecruzamiento (crossingover), que tiene notable importancia en la evolución y variación genética de las especies que se reproducen sexualmente.
En la profase I, los cromosomas homólogos se aparean o sinapsan en toda su longitud, formando los llamados cromosomas bivalentes y luego intercambian porciones de su material en lo que constituye el punto de entrecruzamiento, el cual se manifiesta citológicamente por los llamados quiasmas.
En la metafase I, los cromosomas bivalentes, después de haber llevado a cabo el entrecruzamiento, se colocan en el plano ecuatorial de la célula, orientando sus centrómeros hacia cada uno de los polos, Durante la anafase I, los dos cromosomas de cada par se separan, dirigiéndose cada uno al polo celular correspondiente. Esta separación de los homólogos constituye la base física de la segregación de los alelos. En la telofase I se completa la primera división de meiosis, la cual es seguida por la meiosis II.
En la metafase II, los cromosomas se colocan en el plano ecuatorial de la célula y en la anafase II ocurre la división longitudinal del centrómero, completándose la migración hacia los polos en la telofase II.
Por consiguiente, cada una de las dos células obtenidas en la meiosis I originará a su vez otras dos, o sea, cuatro en total, cada una de ellas con un número simple o haploide de cromosomas en condiciones normales.

La meiosis cumple la función de producir gametos o células haploides (espermatozoides u óvulos) que no pueden vivir independientemente. Un espermatozoide se fusiona con un óvulo para producir una célula diploide, el óvulo fertilizado o cigoto, que mediante divisiones celulares mitóticas da origen a un nuevo organismo multicelular.
Aunque los detalles varían mucho de un organismo a otro, hay tres características de la reproducción sexual en casi todos los eucariotas multicelulares:
1) Los organismos que participan en la reproducción sexual tienen células diploides con pares de cromosomas homólogos que se encuentran en el mismo estadio en su ciclo de vida.
2) Los cromosomas homólogos se separan mediante la meiosis, la cual produce células haploides (en animales estas células haploides son los gametos).
3) Los gametos se fusionan para formar una célula diploide o cigoto con una copia de cada cromosoma homólogo donado por cada progenitor. Esta fusión restablece los pares de cromosomas homólogos.
La clave para la reproducción sexual en las células eucarióticas es la meiosis, la producción de células haploides con cromosomas no pareados. La palabra meiosis proviene de una palabra griega que significa “disminuir”, pues disminuye el número de cromosomas a la mitad y cada célula hija recibe un miembro de cada par de cromosomas homólogos.

Fases de la mitosis

La mitosis comprende cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.
1.- Profase, en esta primera etapa, el material cromosómico llamado cromatina se condensa y aparece gradualmente como barras cortas y los cromosomas pueden comenzar a observarse con el microscopio.
Cada cromosoma consta de dos hebras llamadas cromátidas, las cuales se mantienen unidas por una parte llamada centrómero, poseen además, una zona externa llamada cinetocoro. A medida que los cromosomas se hacen más visibles ocurren dos eventos dentro de la célula, la membrana del núcleo y una porción contenida en él llamada nucléolo se desintegran y aparece una nueva estructura tridimensional en forma de balón de futbol americano denominada huso mitótico. Consiste de microtúbulos que se extienden por la célula.
Las fibras del huso mitótico guían a los cromosomas en sus movimientos durante la mitosis.
2.- Metafase, es la segunda etapa de la mitosis durante la cual los pares de cromátidas se mueven hacia el centro o ecuador de la célula. Las cromátidas se disponen en una fila formando ángulos rectos con las fibras del huso mitótico.
El centrómero de cada par de cromátidas se pega a una fibra del huso mitótico.
3.- Anafase, es la tercera etapa de la mitosis; al comienzo, el centrómero de cada par se divide y los cromosomas separados son jalados hacia los polos o extremos del huso mitótico por las fibras del huso que se han pegado al cinetocoro.
4.- Telofase es la última etapa de la mitosis, los cromosomas toman la forma de hilos, se alargan y quedan como estaban al comienzo de la profase.

El huso mitótico se rompe, reaparece el nucléolo y se forma una membrana nuclear alrededor de los cromosomas, los cuales pasan a un estado no condensado o cromatina.
En la telofase se forman dos núcleos hijos (cariocinesis) y el citoplasma también completa su división (citocinesis) mediante un plegamiento de la membrana que comienza desde la periferia en la parte media y progresa hacia el centro de la célula, de tal manera que finalmente se obtienen dos células hijas con igual dotación de cromosomas y citoplasma (división ecuatorial).

La mitosis asegura la distribución exacta y equitativa de los cromosomas en cada una de las células hijas, de modo que cada célula tenga exactamente el mismo número y tipo de cromosomas que las demás células de la misma especie. Esto garantiza que la información genética (juego de cromosomas) se distribuya exactamente en cada uno de los núcleos hijos, en donde cada célula tendrá toda la información genética para la totalidad de las características del organismo.
En los organismos pluricelulares, la división mitótica no solamente puede dar origen a nuevos individuos por reproducción vegetativa en plantas o por fragmentación en animales, sino que además, restituye las células muertas, sana heridas y en algunos casos, regenera tejidos dañados o perdidos del cuerpo. En organismos unicelulares, la mitosis es una forma de producir mucha progenie idéntica. Esto conlleva una variabilidad mínima, formando, por su capacidad de adaptabilidad, una ventaja en condiciones ambientales estables y una desventaja cuando estas condiciones cambian. Los organismos unicelulares se reproducen habitualmente mediante mitosis, así que las células hijas son exactamente iguales a la progenitora. En este mecanismo de reproducción no interviene el sexo, por lo que se denomina reproducción asexual. Otros tipos de reproducción asexual ocurren también en organismos unicelulares e incluso pueden darse en organismo superiores, como muchas plantas, en los que es un medio auxiliar de reproducción. Con una rama de un árbol se puede obtener un árbol entero idéntico genéticamente al original.