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Biología celular CO L E GI O  T RIL C E VIH Biología Celular Más de una vez hemos oído el término célula, y lo asociamos a estructuras microscópicas pero se!uramente no se nos ocurre pensar "ue puedan ha#er células "ue se ven a simple vista $cuáles son% $Creerías "ue hay células "ue pueden alcanzar metros de lar!o%&odo el 'uncionamiento de un ser vivo depende de las células, cuando te en'ermas es por"ue tus células están 'uncionando mallas en'ermedades no son otra cosa "ue el mal  'uncionamiento de las  células$Cómo es posi#le "ue a partir de una célula se pueda reconstruir todo un ser vivo%( sí, nos re'erimos a la Clonación$)on los virus, células% *"uí, a la iz"uierda, tenemos al más temido de ellos, $lo reconoces% En +- un cientí'ico in!lés, .o#ert /oo0e, pu#licó o#ser1 vaciones hechas con un micros1 copio de #a2 o poder 3nueve aumentos4 Entre ellas descri#e un 'ino corte de corcho5 6 Claramente se nota "ue es totalmente poroso y a!u2ereado como un panal de a#e2as, pero los poros no son re!ulares como en éste 6 *sí se convirtió en el primero en ver estas estruc tur as a las "ue llamó cellulla 3celdillas( del latín, cella 7 celd a y ulla 7 diminu tivo4 por su parecido con las celdas de un panal de a#e2as En los a8os si!uientes otros descu#rieron estas celdas en muchos animales y plantas Celdas de Hooke (a) (b) a) Dos laminillas de corcho dibujados por Robert Hooke en su Micrographía, publicada en 1665, y b) otomicrograía electr!nica de barrido de corte de un corcho" Hooke ue el primero #ue emple! la palabra $c%lulas$ para describir los min&sculos compartimientos #ue constituyen un organismo" 'as c%lulas de estos tro(os de corcho han muerto y s!lo #uedan sus paredes eternas" *omo +eremos, la c%lula +i+a est ocupada por una +ariedad de sustancias organi(adas en estructuras bien nítidas #ue desarrollan una multitud de procesos esenciales" Primeros procariotas En +9:+, .o#ert ;ro<n anuncia "ue estas celdas contenían una estructura central, a la "ue llamó5 núcleo En +9:-, =éli > ?u2ardin demuestra "ue no son cavidades huecas sino "ue están llenas de un 'luido "ue llamó protoplasma 3hoy citoplasma4

Biologia II- 5to Secundaria

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    (a)

    %. Citoplasma=luido viscoso, mezcla de a!ua, sales,macromolculas, etc, en las "ue seencuentran los ri#osomas y el *? li#re "uese dispone circularmente En l ocurren milesde procesos entre los "ue destaca la sntesis deprotenas y copiado de la in'ormacin del *?

    3replicacin4

    (.". 5ucariotas/5u 0 verdadero, 6ar)on 0nDcleo)on las "ue poseen un nDcleo celularverdadero, es decir delimitado por do#lemem#rana, dentro del cual se encuentra el*? Hresentan or!anelas celulares adems

    de citoes"ueletoHertenecen a este tipo celular el resto delos seres vivos5 .eino *nimalia, .einoHlantae, .eino =un!i y .eino Hrotista )e lesconsidera como las clulas msevolucionadas

    7ltraestructura de unaciano4acteria

    Clula procariota

    8ared

    *elular Membrana*elular

    Ribosomas

    D97

    Fotomicrora!"a #$#ctr%&ica '#$ cia&obact#rio 7nabaena cyllindrica"

    Locia&o bact#rio &o ti#& c$oro$ato &i &*c$#o $imita'o or m#m+

    bra&a. A 'i!#r#&cia'# $a c,$-$a '# a$a #-cari%tica '# $a c,$-+$a '# $a $a&ta. La !oto"& t#i ti# $-ar #& $a m#mbra&a /-#

    co&ti#& c$oro!i$a0 '#&tro '# $a c,$-$a. E$ cromooma # -&a o$a mo+

    $,c-$a '# A1N. La tri'im#&io&a$i'a''# #ta !otomicrora!"a #$#ctr%+

    &ica # '#b# a $a t,c&ica '# co$aci%& + !ract-ra.

    *%lulas de -scherlchia coli, procariota heterot r!ico com&n en el tractodigesti+o humano" -l material hereditario :7D9) est en el rea menos densa

    :ms clara) del centro de cada c%lula" 'os pe#ue4os cuerpos densos delcitoplasma son ribosomas" 'as dos c%lulas del centro acaban de terminar dedi+idirse y toda+a no se han separado del todo" -scherlchia coli es el msestudiado y mejor elucidado de todos los organismos +i+os"

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    Protenas demem4rana*un"ue la estructura #sica de las mem#ranas#iol!icas est determinada por la #icapalipdica, la mayor parte de sus 'uncionesespec'icas estn desempe8adas por protenasHor consi!uiente, la cantidad yel tipo de protenas

    en una mem#rana re'le2an su 'uncin5 en lavaina de mielina, "ue principalmente asla las'i#ras nerviosas, menos

    de un B- de la masa de la mem#rana es laprotena, mientras "ue en las mem#ranasdedicadas a la transduccin ener!tica 3talescomo las mem#ranas internas de lasmitocondrias y de los cloroplastos4apro>imadamente unN- es protena La mem#rana plasmtica

    comDn est situada entre am#os e>tremos, conapro>imadamente un- de la masa total en 'orma deprotena

    Composicin "umica de di'erentes tipos de mem#ranas

    $olcula $em4ran

    a:etculo

    endoplasm9ti $itocondria Bacterias

    tracelularInclusive e>isten 6la#erintos6 internosmem#ranosos * esta 'uncin se le conocecomo compartamentalizacin

    ". Hermite la comunicacin intercelular declulas adyacentes, a travs de comple2os deunin diversos como los desmosomas, ne>us,!ap 2unction, etc

    %. )elecciona las sustancias "ue pueden entrar osalir de la clula, lo "ue se conoce comopermea#ilidad selectiva o semipermea#ilidad

    El transporte de dichas sustancias ocurre devarias 'ormas "ue se pueden reunir en tres!rupos 'undamentalmente5 transportepasivo, transporte activo y transporte enmasa

    %.1.Transportepasi*oEs un mecanismo "ue permite elin!reso o salida de sustancias a travsde la mem#rana plasmtica, desdedonde estn mas concentradas, hastadonde estn menos concentradas, esdecir a 'avor de la

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    !radiente de concentraciones, por lo cual nore"uiere de ener!a 3*&H4 )e conocen dostipos #sicos

    1 i!usin simpleEl movimiento de sustancias medianteeste mecanismo, se da a travs de la

    #icapa lipdica E25 el movimiento dehormonas esteroideas del medio e>tra alintracelularLa smosis, es un tipo especial de di'usin"ueimplica el movimiento de molculas dea!ua, si!uiendo el !radiente deconcentracin

    1 i!usin !acilitadaEl movimiento de sustancias se da a travsde molculas transportadoras, a las "uese unen r eversi#lemente Estas

    mo l cu la s transportadoras son!eneralmente protenas intrnsecas de lamem#rana plasmtica E25 &ransporte del

    ion sodio, del ion calcio, del ion potasio,de los monosacridos y de losaminocidosE>isten dos clases de protenastransportadoras

    1 &ransportadores proteicos, "ue 'i2an lasustancia y la introducen a la clula,

    donde es li#erada para su utilizacin1 Canales proteicos, "ue permiten elin!reso li#re

    de ciertos iones )e les conoce tam#incomo poros de mem#rana

    %.".Transporte acti*oEs un mecanismo "ue mo*ili-a sustancias3molculas o iones4 a travs de lamem#rana plasmtica, desde donde estnmenos concentradas hasta donde lo estnms( es decir en contra de la !radientede concentraciones, por lo cual re"uiere deener!a 3*&H4 Ocurre a travs de protenastransportadoras, "ue se

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    6uinto a2o de secundaria

    )e encar!a de colectar lo ' a# ri ca do e n el r et c ul oendoplasmtico 3protenas y lpidos4, lo concentra y com#ina c on otra s sustancias 3!eneralmente !lDcidos4 para lue!o distri#uirlodentro de la clula o hacia e l e>terior, mediante vesculas secretorasMuchas de stas contienen enzimas di!estivas y se les llamalisosomas

    El !ol!isoma tam#in s e encar!a deculminar la sntesis denuevas mem#ranas "uese desplazan hacia lamem#rana plasmtica yse 'usionan con ella

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    Plastidios oplastos)on or!anelos e>clusivos de las plantas &odos los plastidios, tienen en comDn su desarrollo, pues se'orman por maduracin de un plasto inmaduro 3proplastidio o proplasto4 )e encuentran dispersos enel citoplasma, tienen capacidad de autorreplicarse, !racias a la presencia de *? en ellos Estosor!anelos estn ausentes en animales, hon!os, protozoarios, #acterias y ciano#acterias

    E>isten varios tipos de plastos, los "ue pueden trans'ormarse en otros tipos de plastos, pormecanismos de re!ulacin muy #ien conocidos Entre ellos tenemos5

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    PCI?> C=>T5>I=

    ICOLO.O)3Leucoplastos4

    *MILOHL*)&O)

    .E)E.A*

    *LMI?R

    OLEOHL*)&O) *CEI&E)

    H.O&EIO 1 H.O&ES*)

    COLO.E*?O)

    CLO.OHL*)&O) =O&O)S&E)I) CLO.O=IL*

    C.OMOHL*)&O) *LM*CT?EHIGME&O)

    C*.O&EO*naran ado

    LICOHEO 3.o2o4

    *&R=IL* 3*marillo4

    almacenan aceites4 y proteinoplastos 3si almacenanprotenas4

    Plastos incoloros/puestos a la luz solar(por accin de la luz se

    trans'orman encloroplastos Cuando untu#rculo como la papase de2a a la luz, despusde cierto tiempo se tornade color verde, de#idoa la trans'ormacin delos leucoplastos encloroplastos )e!Dn lasustancia "uealmacenan, puedellamrsele amiloplastos

    3si almacenan almidn4,oleoplastos 3si

    Plastoscoloreados)on a"uellos "ue contienen pi!mentos di'erentes, son los responsa#les de la coloracin amarilla,naran2a, ro2iza de los ptalos, 'rutos y de las ho2as ?ependiendo de los pi!mentos "ue conten!an,puede tratarse de los cromoplastos o cloroplastos

    1Cromoplastos

    Contienen pi!mentos di'erentes tales como >ant'ila 3amarillo4, caroteno 3anaran2ado4 ylicopeno 3ro2o4

    1Cloroplastos

    Contienen el pi!mento cloro'ila En las ho2as de las plantas superiores, cada clula contiene unnDmero considera#le de cloroplastos de 'orman es'rica, ovoide o discoide En las plantas "uecrecen en las som#ras los cloroplastos son mayores y ms ricos en cloro'ila Las al!as poseen amenudo un solo cloroplasto y muyvoluminoso En las plantas superiores e>iste entre B y porclula Cuando el nDmero es insu'iciente, aumenta por divisin Cuando es e>cesivo, se reduce porde!eneracin La 'uncin "ue realizan los cloroplastos, es la 'otosntesis

    Los cloroplastos estn constituidos por tres componentes5 envolturas,estroma y tilacoides

    5n*olturasLas constituyen dos mem#ranas, las "ue re!ulan el intercam#io de sustancias moleculares entreel citosol y el estroma

    5stromaLlena la mayor parte del contenido de los cloroplastos .epresentan una especie de 'ase!elatinosa "ue rodea a los tilacoides Contiene protenas, ri#osomas y *?, "ue intervienen en lasntesis de al!unas de las protenas estructurales del cloroplasto

    Tilacoides

    Estn 'ormados por vesculas aplanadas dispuestas como un retculo mem#ranoso )u super'iciee>terna se halla en contacto con el estroma, mientras "ue la interna limita el espaciointratilacoidal Los tilacoides pueden disponerse como pilas de monedas para 'ormar las !ranas ElnDmero de tilacoides por !rana puede ser muy #a2o, o muy alto hasta - ms Los tilacoidescontienen alrededor del - de las protenas y todos los componentes "ue intervienen en la'otosntesis En el tilacoide, la cloro'ila, los carotenoides y los centros de reaccin, se a!rupan para'ormar dos 'otosistemas 3'otosistema I y 'otosistema II4

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    =rganelos con mem4rana simple

    Cloroplasto

    -l cloroplasto es un organelo de la c%lula+egetal donde se encuentra la cloroila:microotograa detransmisi!n)

    tracelular?estruyen tam#in a las or!anelas yadeterioradas 3auto'a!ia4

    Las enzimas "ue contiene el lisosomaactDan a p/ cido y si se li#eran, porruptura de un lisosoma, destruyen laclula

    )e conocen #sicamente dos tipos delisosomas5

    1 Lisosomas primarios, "ue son a"uellos "ue no han participado en nin!Dn evento meta#lico1 Lisosomas secundarios, "ue son a"uellos "ue ya se involucraron en actividades de de!radacin.esultan de la 'usin con vesculas endocticas

    8lio'isoma)on estructuras mem#ranosas presentes e>clusivamente en los ve!etales, "ue trans'orman loslpidos en !lDcidos, a travs del ciclo del !lio>ilato Hresentes en las semillas donde actDan durante la!erminacin

    Pero'isomaPero'isomas)on estructuras mem#ranosas "ue realizanimportantes 'unciones o>idativas Las enzimas

    'lavin o>idasas median reacciones o>idativas yusan o>!eno molcular como aceptor deelectrones, produciendo per>ido dehidr!eno Lue!o la enzima catalasa convierteel /

    BO

    Ben /

    BO y O

    B *ctDan prote!iendo a las

    clulas del da8o "ue ocasiona el o>!eno yotros productos meta#licos

    Vacuolas

    8eroisomas en c%lulas normales, +istas almicroscopio de epiluorescencia"

    )on estructuras mem#ranosas "ue contienen a!ua y solutos, se di'erencian en de5 .eserva y.esiduales Las de .eserva son ms !randes *lmacenan sustancias 3sales, !lDcidos, alcaloides,

    pi!mentos4 "ue cumplen 'unciones diversas

    En los ve!etales suelen 'usionarse y 'ormar una !ran vacuola "ue ocupa casi todo el citoplasma3Aacuoma4 y sirve como soporte al cuerpo ve!etal es por eso "ue su mem#rana, se denomina,&onoplasto

    %.%." =rganelos no mem4ranosos /sinmem4rana

    .i#osoma, Centriolo, Cilios y =la!elos

    :i4osomas

    :i4osomas

    )on las or!anelas ms numerosas,estn constituidas por *. yprotenas )e distin!ue en suestructura dos partes o su#unidades di'erenciadas por sutama8o en mayor y menor

    )e asocian con el retculoendoplasmtico 3ru!oso4 y con la

    super'iciee>terna de lacarioteca )eencuentrantam#in,dispersos en elcitoplasma ytam#inpresentes

    dentrode

    las

    mitocondriasyclo

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    roplastos MO1ELOS 1E SU5UNI1A1ESRI5OSOMALES 1E E. COLI 1E :; S.

    S-b -&i'a' maor

    S-b -&i'a'm#&or

    Sitio#ti'i$

    P

    Sitiocata$"tico

    Sitioami&oaci$

    A

    )e encar!an de realizar elproceso de traduccin 3la sntesis deprotenas4

    -n el ribosoma encontramos sitios especicos de uni!npara el R97m el sitio 7 :aminoacil) donde se incorpora elnue+o [email protected] y el sitio 8 :peptidil) donde crece lacadena de la nue+a protena" 7dems, en la subunidadmayor est el sitio cataltico #ue reali(a los enlaces

    p eptdicos, acti+idad cumplida por laen(ima peptdiltranserasa

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    etra4anas tr#ueda"

    Centriolos

    )on cilindros proteicos huecos "ue sedisponen perpendicularmente entre s ycercanos al nDcleo Estn presentes enclulas animales, al!unos protozoarios

    y al!as unicelulares o estnpresentes en clulas ve!etalessuperiores

    )e encar!an d e la 'orma cin delh uso acromtico, necesario durante ladivisin celular

    Cilios )!lagelos

    )on estructuras "ue se proyectan desdela clula hacia a'uera, compuestos por

    protenas )e di'erencian slo por sulon!itud y nDmero5 cilios 3cortos ynumerosos4, 'la!elos 3lar!os y escasos4

    Intervienen en el movimiento celular yen el caso de los cilios adems realizanel 6#arrido6 de las sustancias "ue so#reellas se disponen

    %.(.Inclusiones

    )on acumulaciones temporales desustancias diversas5 sustancias de

    reserva, de secrecin celular ypi!mentos( pero a di'erencia de lasvacuolas carecen de mem#ranaEntre las ms conocidas5 !rnulos de!luc!eno, de !rasa, cristales3ra'idios, drusas4, etc

    (.>cleo

    Estructura e>clusiva de las clulaseucariotas, de 'orma es'rica,contiene el material !entico 3*?4y es a"u donde se le copia3autoduplicacin4 Es el centro dere!ulacin d e la clula, re!ulala s ac ti vi da des meta#licasyreproductivas ?urante la divisincelular detiene esta 'uncin y sedesor!anizaHresenta las si!uientespartes5+Carioteca BCarioplasma

    Cilios

    *%lulas de la supericie de la tr#uea de un murci%lago" 'a supericie libre de la c%lula msgrande est cubierta de unas cilias cuya estructura es id%ntica a la de los lagelos de*hlamydomonas" :*uando son menos numerosas y ms largas, suelen denominarse [email protected] son ms numerosas y ms cortas, se llaman cilias)" Aunto a las c%lulas ciliadas hay otras#ue secretan moco hacia la supericie celular" 'as corrientes de moco, barridas por lascilias, eliminan las

    :ucleolo Cromatina

    partculas etra4as de la supericie de la tra#uea" 9!tese las mitocondrias aglomeradasen la

    basedelas cilias"

    >cleo

    (b)

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    Cromatina se'ual o cuerpo de Barr oCromatina A )esa#e "ue uno de los doscromosomas A de las hem#ras de los mam'erosno lle!a a dispersarse de modo "ue no ha#rtranscripcin, 'ormndose un a!re!ado nota#lede heterocromatina, denominado corpDsculo ocuerpo de Barr, mientras el resto de la

    cromatina se encuentra dispersa en el nDcleoentre divisiones celulares

    Esta cromatina , en la clula nerviosa puedeestar cercana al nucleolo, en la cariolin'a opr>imo a la carioteca En las clulas de lamucosa oral,seencuentra adherido a la cariotecay en losneutr'ilos 3tipode!l#ulo #lanco4 puedepresentarse como un #astoncillo, denominadopalillo de tam4or

    Cada vez "ue la clula necesite dividirse, lacromatina se condensa, es decir, sus 'i#ras se

    retraen de tal modo "ue van ori!inando pe"ue8ospa"uetes llamados cromosomas

    Cromosomas)on los cuerpos nucleares "ue se 'ormandurante la reproduccin celular, sea meitica omittica )e o#servan

    como tenues 'ilamentos durante la pro'ase,alcanzando su m>ima condensacin, durante lameta'ase( separndose en la ana'ase ydescondensndose en la telo'ase

    5structuracromosmica

    La anatoma del cromosoma comprende lossi!uientes conceptos5

    1 Crom9tide Es cada componente simtrico,constituido por una sola molcula de *? Lascromtides estn unidas a nivel delcentrmero

    1 Cromonema )on las 'uturas cromtides, "ueaparecen en la pro'ase como 'ilamentos 'inosde cromosoma )e puede decir "uecromonema y cromtide son dos nom#respara una misma estructura

    1 Centrmero Es la re!in del cromosomadonde se da una constriccin primaria En estare!in conver!en las 'i#ras del husoacromtico a nivel de los cinetocoros )uposicin marca di'erencia mor'ol!ica entrelos cromosomas

    Clasi!icacin de los cromosomas

    1 )e!Dn el nDmero de cromtides

    C:=$=+=$&

    $5T&;+IC=

    C:=$=+=$&&>&;+IC=

    " crom9tides 1 crom9tide

    1 )e!Dn la posicin del centrmero

    3c4

    3c4

    3c4

    Centrmero3c4

    + B :

    Lneare'erencial

    + ME&*CT&.ICO : *C.OCT&.ICOB )F;ME&*CT&.ICO &ELOCT&.ICO

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    :eplicacin del&>

    ;lu,o simpli!icado de la in!ormacin3ue pasa por el >& ) del :>& aprotena

    1NA

    TRANSCRIPCIN

    RNARibooma$

    RNATra&!#r#&cia

    RNAM#&a9#ro

    Ribooma Ami&o8ci'o

    TRA1UCCIN

    Prot#"&a

    +ntesis deprotenasHara el crecimiento ymantenimiento de unor!anismo se re"uiere la'a#ricacin de !ran cantidadde p rotenas pues stasso n la s # io mo l cu la s

    or ! ni ca s m sa#undantes "ue constituyensus clulas Esta sntesispermite adems la 'ormacinde un tipo particular deprotenas del cual depende

    $ecanismo de la transcripcin

    I&cororaci%& '# RNAo$

    Formaci%& 2or/-i$$a'# r#$icaci%&

    directamente el'uncionamiento celular5 lasenzimas

    Hara "ue una protena sea

    sintetizada de#ern ocurrir lossi!uientes eventos5

    1. TranscripcinLa e>presin de lain'ormacin !enticare"uiere "ue el mensa2econtenido en el ?* se copieen una molcula seme2antellamada cido ri#onucleico3.*4 Este proceso sedenomina trans2 cripcin

    La enzima responsa#le derealizar el proceso detranscripcin es la .*polimerasa 3.*pol4 "ue seune al ?* para copiarin'ormacin en el .* Tste

    puede ser el.*m, "u econtiene lain 'orm ac in !entica

    en tripletesde #asesllamadoscodones( el.*t, "ue

    Lai&cororaci%&'# $o&-c$#%ti'oi#mr# #c-m$# '#$#7tr#mo =

    isten tripletes de #ases "ue marcan elaminocido inicial y terminal de la estructura de laprotena El primer aminocido de todas lasprotenas en procariontes es la 'ormilmetionina3metionina 'ormilada4 mientras "ue eneucariontes es la metionina En am#os casos eltriplete de #ases nitro!enadas "ue los codi'ica enel ?* simple es &*C 3timina, adenina, citosina4El triplete de #ases terminador o"ue pone punto'inal a la sntesis de la protena es *&&, *&C o*C&

    La transcripcin concluye cuando se ha 'ormadoel *.m, en el "ue se ha vertido la in'ormacindel se!mento de *? transcrito

    ".Traduccin

    El *.m lle!a al citoplasma y se une alri#osoma 3*.r4, "uien empieza a 6leer6 lain'ormacin "ue se le ha trado5 "uaminocidos se re"uieren para la protena a'a#ricar y en "u secuencia de#en ir Losaminocidos sern llevados por el *. detrans'erencia 3*.t4 hasta el ri#osoma donde

    sern ensam#lados, mediante enlacespeptdicos, para 'ormar la protena "ue serlue!o li#erada

    La sntesis de protena propiamente dicha, esdecir, la unin de aminocidos, se conocecomo traduccin, por"ue consiste en convertirla secuencia de codones del .*m en unasecuencia de aminocidos &iene lu!ar en tresetapas( iniciacin, elon!acin y terminacin Enla traduccin intervienen el .*m, el .*t y elri#osoma, entre otras protenas

    Fn mensa2ero puede ser ledo por variosri#osomas simultneamente, esta estructurase llama polisoma

    La iniciacin consiste en la 'ormacin delcomple2o de iniciacin, el cual est

    constituido por la unin del ri#osoma conel .*m y el .*t El .*m e>pone as suprimer codn o codn iniciador *FG, para"ue lue!o el .*t1'ormilmetionil 3.*unido a 'ormilmetionina4 se asocie Elprimer codn siempre es *FG, tanto paraprocariontes como para eucariontes, por

    lo "ue el primer anticodn del .*t essiempre F*C, y el primer

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    6uinto a2o de secundaria

    aminocido siempre es una metionina eneucariontes y una 'ormilmetionina enprocariontes )e completa as la etapa deiniciacin

    La elongacin se inicia con else!undo codn del.*m, "ue para nuestro e2emplo es C*F, "ue esreconocido por un .*t1histidil con su anticodn

    GF* Cuando el se!undo aminocido esincorporado a la enzima, la perptidiltrans'erasa,"ue 'orma parte de la estructura ri#osmica,esta#lece el enlace peptdico entre am#osLue!o, el ri#osoma corre so#re el .*m,li#erando al .*t sin aminocido inicial y de2andoal se!undo codn en el puesto del primero *locurrir esto, el puesto del se!undo codn "uedali#re, permitiendo "ue ste incorpore un tercer.*t unido a su aminocido, en el e2emplo del!r'ico traduccin el .*t1treonil *s, lasecuencia se repite y, a medida "ue el ri#osoma

    se de spla za a lo lar! o de la cadena de . *m , simultneamente se produce elcrecimiento de la cadena de aminocidos, hasta"ue lle!a al triplete "ue marca el punto 'inal a lasntesis de la protena

    La terminacin se inicia cuando el codn FG*entra al ri#osoma Los tripletes de terminacinson reconocidos por protenas espec'icas "ueproceden a desacoplar el sistema, es decir, li#eranla protena sintetizada, el .*m y el Dltimo .*tpresente en el sistema

    5l cdigo gentico$Cmo se relacionan las #ases nitro!enadas conlos aminocidos% $Cmo 'unciona la clave%

    $Ku com#inaciones de nucletidos codi'icanpara cada uno de los B aminocidos "uecon'orman a los seres vivos% Las respuestas aestas pre!untas estn en el cdi!o !entico,"ue 'ue desci'rado inicialmente por losinvesti!adores M irem#er! y / Matthaei [email protected]+ &res #ases nitro!enadas estnenvueltas en la codi'icacin de cada tipo

    espec'ico de aminocido&res #ases o untriplete "ue permiten com#inaciones 3:4, esdecir, todas las posi#ilidades de com#inacin"ue tienen las cuatro #ases nitro!enadas*ctualmente, el cdigo gentico esttotalmente desci'rado y presenta las si!uientescaractersticas( la secuencia de tres #ases,llamada codn, codi'ica un determinadoaminocido( el cdi!o es degenerado, esdecir, hay ms codones "ue aminocidos, lo"ue da lu!ar a "ue al!unos aminocidosten!an ms de un codn "ue los codi'i"ue,

    caracterstica "ue prote!e a los or!anismos deal!unas mutaciones per2udiciales( la lecturadel cdi!o es continua( y hay codones "ue nocodi'ican para nin!Dn aminocido5 los codonesde terminacin o punto2 !inal, "ue permitenel in!reso de cierto tipo de protenas "ue losreconocen y "ue dan por 'inalizada latraduccin

    *un"ue la mayora de los codones se hanesta#lecido como resultado de lasinvesti!aciones llevadas a ca#o en E coli,e>isten evidencias de "ue el cdi!o es

    uni*ersal y aplica#le a todos los or!anismos

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    Autoevaluacin

    Indicaciones

    Las si!uientes pre!untas tienen como o#2etivo "ue pueda conocer cunto sa#e de este captulo )e lerecomienda "ue antes de intentar contestarlas, repase a conciencia su cuaderno y la !ua Hn!ase un tiempolmite para toda la prue#a 3su!erencia5 B- minutos4, lue!o compare sus respuestas con la clave al 'inal de la!ua Calcule su porcenta2e de pre!untas correctas, ser su rendimiento El mnimo rendimiento de#e ser N,si espera tener al!Dn >ito en sus evaluaciones #imestrales

    + Clula procariota5

    a4 #acteria #4ame#ac4 clula ve!etal d4 clulaanimal e4 *

    B Carece de pared celular5

    a4 clulave!etal#4 clulaprocariota c4clula 'Dn!icad4 clula de unprotozoarioe4 todas poseen paredcelular

    : La di'usin del a!ua se denomina5

    a4 di'usin 'acilitada #4smosisc4 transporte activo d4endocitosis e4 'a!ocitosis

    .e"uiere ener!a5

    a4 di'usin simple #4 di'usin'acilitada c4 smosis d4transporte activo e4 *

    - Hrotena de mem#rana "ue se encuentra a unsolo lado de ella, se!Dn el modelo del mosaico

    'luido5

    a4 peri'rica #4intrnseca c4 inte!ral d4 #om#ae4*

    Compuesto por oli!osacridos5

    a4 pared'Dn!ica #4pared ve!etal

    c4 !lucocli>d4 mem#ranacelular e4 *

    N Hrimer aminocido 6seleccionado6 en latraduccin5

    a4 leucina #4ar!inina c4 metionina d4 valinae4!licina

    9 El Dnico reino #iol!ico "ue est comprendidosolo por or!anismos procariotas es5

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    a4 'un!i #4 protistac4 plantae d4animalia e4 monera

    @ )e le encuentra tanto en clulas procariotascomo en eucariotas5

    a4 nucleolos #4

    cromatina c4 cloroplastosd4 ri#osomas e4 aparato de Gol!i

    +La naturaleza "umica de la mem#ranaplasmtica es5

    a4 nucleoproteica #4!lucoproteica c4 lipoproteica d4!lucolipidica e4 inor!nica

    ++El transporte pasivo ocurre !racias a unprincipio 'sico denominado5

    a4 ciclosis #4di'usinc4 capilaridad d4endocitosis e4 e>ocitosis

    +BOr!anela e>clusiva de los ve!etales5

    a4 mitocondria #4!lio>isoma c4 lisosomad4 !ol!isoma e4 ri#osoma

    +:Or!anela ms numerosa en una clula5

    a4 mitocondria #4

    centriolo c4 vacuolad4 ri#osoma e4 retculoendoplasmtico

    +)on acumulaciones temporales de desechos yreserva, sin mem#rana5

    a4 vacuolas #4ri#osomasc4 inclusiones d4mitocondrias e4 lisosomas

    +-Hresenta en la cromatina5a4 *? #4protenas c4 'os'olpidos d4 !enese4todas

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    Colegio TRILCE

    d4 aparato deGol!i e4 todospertenecen

    B:)e encar!a de la di!estin celular5

    a4 mitocondria #4

    cloroplasto c4 vacuola d4 lisosomae4 centriolo

    BMoviliza sustancias a 'avor de la!radiente de concentraciones5

    a4 smosis #4 di'usinsimple c4 transporte d4 a y #e4 &odas

    B-La 'orma celular depende de5

    a4 alimento "ue reci#a#4 !rosor de la mem#ranacelular c4 citoes"ueletod4 sistema de endomem#ranase4 sistema vacuolar citoplasmtico

    BLos micro'ilamentos del citoes"ueleto estncompuestos por, e>cepto5

    a4 actina #4miosina c4 "ueratinad4 tu#ulina e4 todos

    BN)intetiza los lisosomas5

    a4 mitocondria #4 leucoplasto

    c4 ri#osoma d4 comple2o deGol!i e4 nin!una

    B9)e8ale la "ue no corresponde5

    a4 !lio>isoma #4 vacuolac4 pero>isoma d4mitocondria e4 lisosoma

    [email protected])e8ale la "ue no corresponde5

    a4 carioteca #4 cilios

    c4 !ol!isoma d4.E. e4 .EL

    :)e8ale la or!anela sin mem#ranas5

    a4 ri#osoma #4 vacuolac4 plastidio d4pero>isoma e4 mitocondria

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    Colegio TRILCE

    )e!Dn el modo de o#tener el alimento, sedistin!uen dos tipos de seres vivos5

    + /eterotro'osB *uttro'os

    1. Hetertro!os)on or!anismos "ue dependen de 'uentese>ternas de molculas para o#tener ener!a y

    materia 3Hetero deriva del !rie!o, 6otro6 ytro!os, 6"ue alimenta64 &odos los animales yhon!os as como muchos or!anismosunicelulares, son hetertro'os

    Entre las modalidades de nutricin hetertro'ase pueden mencionar

    1 Holo-oica In!esta de materia or!nicacomple2a, tal como lo hacen los animales

    1 +apro!tica In!esta de materia or!nicamuerta o putre'acta disuelta, por a#sorcin,

    tal como lo hacen los hon!os y las #acteriasheterotr'icas

    1 +apro-oica Corresponde a los animales"ue se alimentan de materia ve!etal oanimal en descomposicin, en 'orma decompuestos or!nicos disueltos

    ". &uttro!os

    )on or!anismos 3plantas, #acterias"uimiosintticas, ciano#acterias y al!as4 "ueno re"uieren molculas or!nicas parautilizarlas como 'uentes de ener!a ni comomateria para estructurar su sustancia, sino"ue sintetizan sus propias molculasor!nicas ricas en ener!a a partir desustancias inor!nicas simples La mayora delos auttro'os, incluso plantas y diversosor!anismos unicelulares son 'ottro'os36comedores de luz64, lo cual si!ni'ica "ue su'uente de ener!a es el sol Ciertos !rupos de

    #acterias son "uimio1 auttro'os

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    B i oe ner g t i

    por"ue captanl a ener!ali#erada porreaccionesinor!nicasespec'icas paraactivar sus

    procesos vitales,incluso la sntesisde las molculasor!nicas "uenecesitan Fna vezo#tenido elalimento, se iniciadentro de la clulauna serie dereacciones#io"umicas porlas cuales see>trae de

    COB a-a

    B a$# mira$#

    NUTRICIN 1E UNACLULA AUTTROFA

    L-3

    FOTOSNTESIS

    C$oro$ato

    A3*car#

    CATA5OLISMO COB a-a

    NUTRICIN 1E UNACLULA ETERTROFA

    INGESTIN

    1IGESTIN

    Vac-o$aa$im#&ticia

    CATA5OLISMO

    Mitoco&'ria

    a"ul la ener!anece1saria para realizar al!unaactividad * este

    ANA5OLISMO Mitoco&'ria

    CO BO

    B ro'-cto '##7cr#ci%&

    Mo$,c-$a

    ENERGAMat#ria or8&ica

    con2unto dereacciones se l eco no ce c om ometa#olismocelular

    $eta4olismo

    Celular

    Mo$,c-$a'# $a c,$-$a

    ENERGA B ro'-cto '##7cr#ci%&

    '# $a C,$-$a #& mo$,c-$a #/-#@a

    ANA5OLISMO

    Con2unto de reacciones #io"umicas "ue ocurrenen la clula con el o#2etivo de intercam#iarener!a y materia con su entorno 3medioe>tracelular4

    Incluye a todas las reacciones "umicasnecesarias para la vida celular)e divide en dos !rupos de procesos5*na#olismo yCata#olism

    o

    1.&na4olismo

    Est 'ormado por a"uellas reacciones#io"umicas mediante las cuales se com#inanmolculas sencillas para 'ormar molculas demayor comple2idad

    Esto re"uiere un aporte de ener!a para la'ormacin de los enlaces "umicoscorrespondientes ?icha ener!a "ueda as

    almacenada en los enlaces 3reaccionesender!nicas4

    E2m5 =otosntesis, !luconeo!nesis,!luco!nesis

    ".Cata4olism

    o Est 'ormado por a"uellas reacciones#io"umicas mediante las cuales molculascomple2as se desdo#lan en molculassencillas con la consi!uiente li#eracin deener!a 3reacciones e>er!nicas4 ?ichaener!a

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    &TP

    Enlaces de alto +alor energ.tico

    /deninaN

    presa#a de este modo5

    COB

    U /BO 7 O

    BU )ustancia or!nica

    En [email protected], ;lac0man hizo un importante aportea los conocimientos del proceso de la'otosntesis al demostrar "ue incluye dos seriessucesivas de reacciones5 reaccin en la luz yreaccin en la oscuridad

    /asta antes de la aparicin de las tcnicas#io"umicas modernas, se crea "ue el o>!enodesprendido durante la 'otosntesis provena delCO

    B *ctualmente se sa#e "ue proviene del a!ua

    *un"ue yase tenan evidencias indirectas, no 'uesino hata [email protected]+ cuando )amuel .u#ens, utilizandoistopos, lo pudo compro#ar al cultivar al!as en

    dos tipos de soluciones( en una, las molculas dea!ua contenan o>!eno pesado, mientras "ue enla otra el #icar#onato 3como 'uente de CO

    B4

    contena el o>!eno pesado )e analiz elcontenido de o>!eno pesado en los !ases

    producidos por las al!as )i la cantidad dea!ua con o>!eno pesado se incrementa#a, lacantidad de o>!eno pesado desprendidoaumenta#a( por el contrario, los incrementos de#icar#onato con el o>!eno pesado no produ2eroncam#io en la cantidad de o>!eno desprendido

    Concepto de!otosntesisHroceso ana#lico por medio del cual se capturaener!a luminosa y se le trans'orma en energa

    3umica "ue se almacena en compuestosor!nicos como la !lucosa, "ue se ela#oran apartir de compuestos inor!nicos como5 CO

    By

    /BO, durante el proceso

    Este proceso es realizado por or!anismosprocariticos 'otosintticos como ciertas #acteriasy al!as verde azuladas 3ciano#acterias4 poror!anismos eucariticos como las plantas, al!asuni y pluricelulares i los hon!os, ni losprotozooarios, ni los animales realizan'otosntesis

    1. 5lementos necesarios para la;otosntesis

    Luz =otopi!mentos Enzimas 'otosintetizadoras *!ua CO

    B

    1.1.

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    rao amma rao D -6 i&!rarro9o o&'a '# ra'io

    $o&it-' '# o&'a &m ;;&m

    $-3 6iib$#

    m#tro mi$# '# m#tro 'a lu( +isible s!lo abarca una pe#ue4aporci!n del +asto espectroelectromagn%tico" 8ara el ojo humano, elespectro +isible +a desde la lu( +ioleta,constituida por rayos de longitud de ondacomparati+amente corta, hasta la roja, #uecorresponde a los rayos +isibles de ondams larga"

    >; < 6io$#t

    $o&it-' '# o&'a (&a&%m#tro)

    8#

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    #()#ctro('#ab(orci%(timati6o(

    1.".;otopigmentos)on sustancias "u1 micas capaces de

    a#sor#er la luz, es decir, capturar suener!a )e conocen #sicamente tres tipos5

    Cloro!ilas)on molculas compuestas por un anillo

    por'irina "ue presenta un M!UU en el centro Elanillo posee una cadena lateral, llamadaalcohol 'itol )e conocen varios tipos decloro'ila "ue se di'e'encian por un radical"umico unido al anillo por'irina 3C/

    :, para la

    cloro'ila a y C/O, para la cloro'ila #4 En al!aspardas y ro2as se conocen adems de la a y la# 3caractersticas de las plantas verdes4, lascloro'ilas c y d Cada tipo de cloro'ila a#sor#eluz de di'erentes lon!itudes de onda

    Las cloro'ilas son de color verde y a#sor#enluz azul, violeta y ro2a

    *demsde lascloro'ilase>istenotrospi!mentos en las clulas'otosintticas Estos transmiten a lascloro'ilas la ener!a "ue ellosa#sor#en )e les conoce comopi!mentos accesorios Los msimportantes son los carotenoides ylas 'ico#ilinas

    CarotenoidesE>isten dos clases de pi!mentoscarotenoides, los carotenos 3 y 4 decolor anaran2ado y las >ant'ilas decolor amarillo *#sor#en luz celeste yverde

    )on responsa#les del amarillamientode las ho2as en el oto8o, pues durantel las clulas de2an de sintetizarcloro'ila

    ;ico4ilinas)on caractersticas de las al!as ro2asy azul verdosas o aparecen en lasplantas superiores

    )e conocen la =icocianina de lasal!as azul verdosas y la =icoeritrinade las al!as ro2as

    Los pi!mentos 'otosintticos seencuentran en los cloroplastos, en lamem#rana tilacoide )e hallandispuestos en dos comple2os, los'otosistemas I y II

    Cloro!ila

    C C C> ;;

    C;

    CC>

    N N;

    M

    c$oro!i$a b

    c$oro!i$a a

    C>

    N NH;

    C>

    C

    C

    O C O

    C

    C

    C C>

    C

    C

    C

    CO>C O

    (a)

    ;

    ;

    H;;

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    Cole io 9:

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    ;otosistemaIEst compuesto por las cloro'ilas a y #,as como por carotenos Captura laener!a de la luz de lon!itud de ondaNnm

    ;otosistemaIIEst compuesto por las cloro'ilas a y #,>ant'ila y en las al!as posee'icoeritrina y 'icocianina Captura laener!a de la luz de lon!itud de onda9nm

    La cloro'ila y dems pi!mentosconstituyen u nidades 'uncionales denominadas cuantosomas,u#icadas en la mem#rana de los

    tilacoides y lamelas Los cuantosomasincluyen protenas 3enzimas4, para laruptura del a!ua, transporte deelectrones 3citocromos, "uinonas, etc4 yla sntesis de *&H Cada cuantosomacontiene dos 'otosistemas constituidospor pi!mentos encar!ados de 6atrapar6la ener!a luminosa La porcin msimportante de cada 'otosistemacorresponde a una molcula decloro'ila a, denominada como H9 yHN 3por su capacidad de captar luz enesas lon!itudes de onda4 *sociadas al

    'otosistema II se encuentra la protenaencar!ada de romper el a!ua,denominada protena \ "ue contieneman!aneso 3MnUB4

    1.% 5n-imas!otosinteti-adoras

    Compuestos "ue aceleran las reaccionesde la 'otosntesis )e hallan localizadostam#in en los tilacoides del cloroplasto

    1.(&gua

    Kue es a#sor#ida del suelo por las races)e le usa como 'uente de electrones yprotones para elproceso Los /U permiten la asimilacindel COBy los O/1 son los precursores delo>!enomolecular3O

    B4

    1.D

    C="Es captado por la ho2a a travs deori'iciosllamados estomas * partir de l seela#oran los compuestos or!nicos'inales5 !lucosa, almidn

    En los ve!etales la 'otosntesis se

    desarrolla masivamente en el paren"uimacloro'iliano, cuyas clulas son ricas encloroplastos Este te2ido a#unda en el mes'ilo delas ho2as y en los tallos verdes * nivel de loscloroplastos los tilacoides poseen los pi!mentos'otosintticos y otras molculas necesarias para lacaptacin y trans'ormacin de la luz en ener!a

    "umica 3*&H4 El estroma contiene lama"uinaria enzimtica re"uerida para convertirel CO

    Bhasta

    !lucosa

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    B B

    )i en el proceso de 'otosntesis se li#erao>!eno como ocurre en las plantas sedenomina o>i!nica, pero, si no se li#erao>!eno es ano>i!nica como ocurre enlas #acterias

    ". ;otosntesis o'ignica* partir de e>perimentos realizados

    en al!as unicelulares denominadasclorelas, se encontr "ue consta de dos'ases "ue ocurren en el cloroplasto

    ;ases

    ".1 ;ase luminosa o reaccin de Hillo reaccin !oto3umicaOcurre en los cuantosomas

    tilacoidales y tiene como o#2etivocapturar la ener!a luminosa yconvertirla en ener!a "umica "uealmacena temporalmente en &TP y>&PH" Comprendecuatro procesos#sicamente5

    ".1.1 ;otoe'citacin de lascloroflas

    La ener!a luminosa escapturada por medio de los'otosistemas, lo cual provoca

    "ue las cloro'ilas pierdanelectrones 6ener!izados6

    ".1." ;otlisis delagua

    La molcula de a!ua es rota poraccin de la protena \, presenteen el 'otosistema

    II, en presencia de luz ]Comoconsecuencia se li#eran electrones

    3e4, protones 3/

    U

    4 yo>!eno molecular 3OB4 Loselectrones del a!ua van areemplazar a los perdidos porlas cloro'ilas del 'otosistema IILos protones se acumulan en elespacio intratilacoidal El o>!enosale del tilacoide hacia el estroma,citoplasma y por Dltimo al medioam#iente

    Ener!aluminosa

    B/ O e U /

    U

    UO

    ".1.%;oto!os!orilacin

    La ener!a o#tenida a travs deltransporte de electrones del'otosistema II al 'otosistema I, seutiliza para 'ormar *&H a partir de*?H y Hi

    ener!a

    *?H U Hi *&H

    9;

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    Colegio

    se ha almacenado temporalmente la ener!a En esta 'ase ha ocurrido entonces el paso deuna 'orma de ener!a 3luminosa 7 luzsolar4 a otra 3"umica 7 *&H, *?H/

    B4

    9%

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    &i6#$#r,ticocr#ci#&t#

    Er"a $-mi&oa

    O

    O

    C$oro!i$a #

    #

    B

    Ca'#&atra&orta'ora'# #$#ctro

    O7i'aci%&

    NA1PBB ATP A1PBPi

    NA1PB

    Er"a /-"mica ot#&cia$

    ;otosntesis

    !otoit#maI

    ac#tor

    rimario

    !otoit#maII

    ac#torrimario

    '# #$#ctro

    #

    #

    A1P

    orta'or#'# #$#ctro

    #

    #

    #

    '# #$#ctro#

    #

    #

    mo$,c-$ar#acti6a '#c$oro!i$aa (P:;; )

    it#ma

    NA1P B

    NA1P

    r#accio!i9a'ora

    '# carbo&o

    'aenerga luminosa atrapada en lamol%cula reacti+a decloroila a delotosistema CC ele+a los electrones aun ni+elenerg%tico ms alto" -stos electronessonsustitudosporelectroB nes retirados de lasmol%culasdeagua y as liberan protones:H

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    otros portadores deelectrones #ue lossiguen pasando ani+eles energ%ticossucesi+amente ms

    bajos en pasos independientes" -nel curso de esta transerencia de electrones se orman mol%culas de

    708" -l 97D8H pro+ee energa directamente para los procesosbiosint%ticos de la c%lula #ue re#uieren aportes energ%ticosgrandes"

    93

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    ;ase oscura ciclo C% o ciclo de Cal*in

    "." ;ase oscura o Fuimiosinttica oCiclo de

    Cal*in Benson o :eaccin deBlackman

    K Fi9aci%&K carbo&o CCO

    O

    En la "ue se usa la ener!a "umicaalmacenada en la 'ase luminosa 3*&H,*?H/B4 para, a partir de COB, producir!lucosa En los enlaces de sta "uedar'inalmente almacenada la ener!a ore"uiere de luz para realizarse y ocurre anivel

    C C C C C

    (R-5P)

    HK S"&t#i R-5Pr#/-i#r# '# ; PGAL Cic$o

    C>

    C C C

    (PGA)

    F ATP

    del estroma delcloroplasto

    A1P

    A1P C C C

    NA1P

    ATPPGAL

    K S"&t#iPGAL

    A1P

    >K S"&t#i '# $-coa0r#/-i#r# '# PGAL

    C C C C C C

    $-coa

    En esta 'ase se distin!uen los si!uientes procesos5

    ".".1 &cti*acin de la ri4ulosa!os!atoLa activacin se realiza mediante un proceso de 'os'orilacin, 'ormndose as lari#ulosa#i'os'ato Hara este proceso se usa el *&H 'ormado en la 'ase anterior

    "."." ;i,acin delC="Esta reaccin es catalizada por la enzima ri#ulosadi'os'ato car#o>ilasa Comoconsecuencia se 'orma uncompuesto inesta#le de seis car#onos 3cinco de la ri#ulosa y uno del CO

    B4( este

    compuesto se 'ra!menta en dos, ori!inando as dos molculas 'os'o!licerato 3:C4

    ".".% :educcin del !os!oglicerato

    El 'os'o!licerato es convertido en 'os'o!liceraldehido a travs de la conversin del*?H/

    B, 'ormando en la 'ase luminosa, en *?HU

    ".".( ;ormacin de8lucosaLue!o de dos 6vueltas6 del ciclo de Calvin, se o#tienen dos 'os'o!liceraldehidos 3:C4"ue se unen para 'ormar una !lucosa 3C4

    ".".D :egeneracin de la ri4ulosa !os!atoEn realidad cada 6vuelta6 del ciclo de Calvin produce !liceraldehido, pero - de ellosse reunen para 'ormar molculas de ri#ulosa 'os'ato, para "ue pueda ser posi#le otra6vuelta6 El !liceraldehido "ue 6so#ra6 se une a otro para 'ormar la !lucosa como vimosen el paso de 6'ormacin de !lucosa6

    5stomas

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    Cole io

    otomicrograa electr!nica de barrido de estomas abiertos de la supericie inerior de una hoja" -ldi!ido de carbono #ue se utili(a en la otosntesis llega a las c%lulas otosint%ticas por estas

    aberturas"

    94

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    ;i,acin del di'ido de car4ono en plantas C% ) C(

    PGA

    PGAL

    CO

    Cic$oC>

    C,$-$a '#$ m#%!i$oO

    CO

    R-5P

    A$taFotorr#iraci%&

    PLANTAS C>

    P#/-#@a "&t#i'# $-coa

    CO

    C,$-$a '#$ m#%!i$o

    PEP

    Cic$oCH

    ci'o

    o7a$oac,tico

    ci'o C,$-$a '# $a 6a"&a#&6o$6#&t#

    PLANTAS CH

    ir*6ico CO O

    PGACic$o

    C> R-5P

    PGAL

    CO

    5a9aFotorr#iraci%&

    Gra& "&t#i '# $-coa

    :i4ulosadi!os!ato

    +COPO>

    O C O

    C B C O

    O C O+

    COPO>rib-$oa

    F0

    C O

    COO

    BCOO

    C O+

    COPO>

    *al+in y sus colaboradores epusieron bre+emente algas otosinteti(adoras12a di!ido de carbono radiacti+o :*; )Ey tras 5 segundos de iluminaci!n el

    carbono radiacti+o apareci! casi con eclusi+idad en el compuesto de trescarbonos osoglicerato" :7l intermediario transitorio se lo deduce, pues nose lo lleg! a aislar)" 7 los 63 segundos muchos compuestos contenancarbono radiacti+o"

    'o mo$,c-$a'# >+!o!o$ic#rato

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    95

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    Ciclo deCal*in

    #$ cic$o#mi#3a a/-"> mo$,c-$a'# 'i%7i'o

    '# carbo&o (CO)(> carbo&o)

    mo$,c-$a'# !o!o$ic#rato( > carbo&o)

    ATP

    A1P

    mo$,c-$a'# 'i!o!o$ic#rato

    NA1P

    > mo$,c-$a'# rib-$oa'i!o!ato

    (> < carbo&o) NA1PB

    > A1P

    mo$,c-$a'# $ic#ra$'#2"'o

    !o!ato( > carbo&o)

    > ATP < mo$,c-$a'# $ic#ra$'#2"'o!o!ato

    (< > carbo&o)

    mo$,c-$a'# $ic#ra$'#2"'o

    !o!ato(> carbo&o)

    R#-m#& '#$ ci$o '# Ca$6i&. E& ca'a 6-#$ta com$#ta '#$ cic$o #&tra #& ,t# -&a mo$,c-$a '# 'i%7i'o '#carbo&o. A/-" # r#r##&ta& tr# 6-#$ta0 ca&ti'a' c#aria ara !ormar -&a mo$,c-$a '# $ic#ra$'#2"'o!o!ato. Tr# mo$,c-$a '# rib-$oa 'i!o!ato (R-1P)0 com-#to '# ci&co carbo&o0 # combi&a& co& tr#'# 'i%7i'o '# carbo&o0 ro'-ci#&'o #i mo$,c-$a '# !o!o$ic#rato0 /-# # -& com-#to '# tr#carbo&o. Eta mo$,c-$a # r#'-c#& a #i mo$,c-$a '# ci&co carbo&o '# R-1P. La mo$,c-$a #7tra '#$ic#ra$'#2"'o !o!ato r#r##&ta $a a&a&cia ta '#$ cic$o '# Ca$6i&. La #r"a ro6#&i#&t# '#$ cic$o '#Ca$6i& co&it# #& ATP NA1P ro'-ci'o m#'ia&t# r#accio '# atraami#&to '# $a $-3.

    Ecuacin !eneral de la 'otosntesis o>i!nica

    LF\

    +B/BO U COB=otopi!mentos

    UEnzima

    s

    C/+BO U OB U /BOGlucosa

    %. ;otosntesisano'ignica

    Es un proceso ana#lico en el "ue se utilizacomodonador de hidr!eno al /

    B) u otro

    compuesto, menos el /BO, por lo "ue noli#era o>!eno Es realizado por #acteriascomo los tio#acterios purpDreos, "ue usan/

    B) como 'uente de hidr!eno y e>cretan

    !l#ulos de azu're 3)4 o estos se acumulandentro de las clulas #acterianas

    )u ecuacin !enerales5

    Tio4acterios

    LF\

    COB U B/B* C/BO U /BO U B*

    En esta ecuacin /B*, es una sustancia

    o>ida#le como sul'uro de hidr!eno,hidr!eno li#re, isopropanol, en !eneraldadoras de hidr!eno y * en su 'ormao>idada

    0iobacterios purp&reos" -n estas c%lulas, el suluro dehidr!geno desempe4a el mismo papel #ue el agua en el

    proceso otosint%tico de las plantas" -l suluro dehidr!geno :HE/) se escinde y se acumula a(ure comogl!bulos +isiblesdentro delasc%lulas"

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    el lmite m>imo de temperatura, la plantapierde a!ua en 'orma e>cesiva y muere

    La ener!a "umica almacenada en loscar#ohidratos y en los lpidos no es usadadirectamente por la clula, stas empleancomo ener!a inmediata el *&H Hor ello laclula trans'iere la ener!a de loscompuestos or!nicos al *&H mediantevarias rutas meta#licas Las ms estudiadasson las de la !lucosa, y son las "uetrataremos ahora como5 .espiracin Celular

    :espiracincelularEs el proceso cata#lico mediante el cual las6molculas com#usti#les6 3nutrientes4 sonde!radadas parcial o totalmente en las clulaspara o#tener cierta cantidad de ener!a "ue se

    almacena en molculas de *&H( "ue sernempleadas en las diversas 'unciones de la clula

    Este proceso es realizado por todos losor!anismos, tanto procariticos comoeucariticos

    La 6molcula com#usti#le6 cuya respiracincelular se conoce me2or es la de la !lucosa,"ue veremos a continuacin

    )e conocen dos tipos de respiracin celular,

    se!Dn si se re"uiere o no de o>!eno para "ueocurra5

    1. :espiracin anaer4ica o!ermentacin

    Es un proceso "ue ocurre sin re"uerir deo>!eno &iene lu!ar en el citosol y a travsde el se de!rada parcialmente la !lucosa )eo#tienen como producto 'inal diversoscompuestos or!nicos, as como dosmolculas de *&H de ener!a por cadamolcula de !lucosa sometida al proceso

    Es un proceso poco e'iciente pues slo e>traeel B,+ de la ener!a almacenada en la!lucosa )e!Dn el producto or!nico 'inal sele denomina5

    1.1 ;[email protected]

    Es la respiracin anaer#ica "ue da comoproducto 'inal alcohol etlico y CO

    B Es

    realizada por laslevaduras 3hon!os, unicelulares4 "ue seempleanen la industria de la cerveza, ron y

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    8luclisis

    B*?U

    Glucosa

    B*?/B

    B cido pirDvico U B*&H

    ;ermentacin propiamente [email protected]

    B*?/B

    B cido pirDvico

    B*?U

    B alcohol etlico U BCOB

    En suma5

    Glucosa

    =ermentacinalcohlica B alcohol etlico U BCOB U B*&H

    1." ;ermentacin l9cticaEs la respiracin anaer#ica "ue da comoproducto 'inal cido lctico Es realizadapor muchas #acterias as como nuestrasclulas musculares y eritrocitos, entre lasms conocidas Entre las #acterias "ue

    realizan este proceso tenemos a losempleados en la ela#oracin del yo!urt,"ueso y mante"uilla5 L a c to# a c illu s casei y) tr e pto c o c cu s lactis

    Hodemos dividirla en dos etapas#sicamente5 la

    Gluclisis y la 'ermentacin lcticapropiamente dicha

    8luclisis B*?

    U

    Glucosa

    B*?/B

    B cido pirDvico U B*&H

    ;ermentacin propiamente [email protected]

    B*?/B

    B cido pirDvicoB*?U

    B cido lctico

    En suma5

    Glucosa

    =ermentacinlctica B cido lctico U B*&H

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    Colegio 99

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    ;[email protected]

    a) 8asos mediante los cuales el cidopir&+ico ormado mediante gluc!lisis, secon+ierte anerobiamente en etanol:alcohol etlico)" -n el primer paso selibera di!ido de carbono y en elsegundo se oida 97DHE y se reduce elalcohol, producto inal de la secuencia"/in embargo, al regenerar el 97D!enopara "ue ocurra )e inicia en el citosol yculmina dentro de la mitocondria * travs del se de!rada completamentela !lucosa )e o#tienen como productos'inales CO

    By /

    BO, as como : :9

    molculas de *&H de ener!a por cadamolcula de !lucosa sometida al proceso Esun proceso muy e'iciente pues lo!ra e>traerel de la ener!a almacenada en la !lucosa, elresto se pierde como calor

    Es realizado por muchos or!anismosprocariotas y por casi todos los eucariotas,evolutivamente se le presume ms reciente"ue el proceso aner#ico

    )e distin!uen dos'ases5

    ".1 ;asecitoslica

    &iene lu!ar en el citoplasma,espec'icamente en el citosol En esta 'aseocurre la llamada Gluclisis o Gliclisis, ali!ual "ue en la respiracin aero#ica )e

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    !eneran en consecuencia B cidos pirDvico,B*?/B y B*&H de ener!a

    9#

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    B*?U

    Glucosa

    B*?/B

    B cido pirDvico UB*&H

    BBB Ciclo de 6re4s o del 9cido ctrico o delos 9cidos tricar4o'licos&iene lu!ar en la matriz mitocondrialConsiste de un con2unto de reaccionescclicas "ue se inician con la unin delacetil coenzima * con el cidoo>aloactico, para 'ormar cido ctrico

    Lue!o de una"." ;ase mitocondrial

    &iene lu!ar dentro de la mitocondria, a la

    "ue in!resan los B cidos pirDvicos y los

    B*?/B )e le divide en tres etapas5

    serie de reacciones de descar#o>ilacin3prdida de car#onos4 y deshidro!enacin 3prdida de hidr!enos4 serecupera el cido o>aloactico &odas lasenzimas necesarias estn en la matrizmitocondrial, e>cepto una "ue est en lascrestas mitocondriales

    BB+ escar4o'ilacino'idati*a Como resultado se desprenden

    BCOB

    3proveniente

    ?urante ella el cido pirDvicoproducido

    durante la !luclisis, atra

    viesa las me m#ranas e>tern

    a e interna de la mitocondria y

    lle!a a la matriz mitocondrial

    donde se o>ida, pierde un car#onocomo CO

    Be incorpora lacoenzima *

    de los car#onos4( y la ener!a li#eradadurante este

    ciclo se almacena en, :*?/B, +=*?/B yun G&H 3!uanosntri'os'ato4 por molcula decido pirDvico El G&H rpidamentetrans'iere su ener!a a un *&H Los *?/

    By

    =*?/B

    de#en ceder su ener!a tam#in a*&Hs para lo cual in!resan a la si!uienteetapa 3.ecordemos "ue los dos acetilcoenzima * resultantes de ladescar#o>ilacin o>idativa in!resan al ciclode Qre#s por lo cual todo lo anterior se

    BCOB Co* multiplica por dos4

    B cidopirDvico

    B*?$

    B acetil coenzima *

    B*?/B

    escar4o'ilacino'idati*a

    a) 'a mol%cula de tres carbonos del cido piBr&+ico se oida y orma el grupo de dos carB

    bonos acetilo, #ue se combina con la coen(iB

    ma 7 para ormar acetil *o7" 'a oidaci!n dela mol%cula de cido pir&+ico se acopla con

    la reducci!n del 97D

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    Colegio

    ener!izados conviertindoseen *?U y

    =*?U "ue re!resan al ciclo de Qre#sLos

    #ue muestra las en(imas #ue partic ipan en la electrones in!resan a la cadena

    oidaci!n de l cido pir&+ico a acetil *o7" *ada

    uno de los complejos #ue +emos a#u representa

    copias m&ltiples de tres en(imas distintas"

    transportadora de electrones "ue loslleva hasta su aceptor 'inal "ue es elO

    B *l 'inal del proceso electrones y

    protones 3/U

    4 vana ser aceptados por el OB

    para

    'ormar /BO

    #:

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    U

    B

    En el transporte de electrones deuna molcula a otra de la cadena, seli#era ener!a su'iciente parasintetizar un *&H Las enzimasnecesarias para esto estn tam#inen las crestas mitocondriales Eltransporte de electrones y la

    sntesis de *&H son procesosacoplados, am#os se producensimultneamente, por lo "ue se lesconoce como 'os'orilacin o>idativa

    Hor cada *?/B

    "ue in!resa a lacadena respiratoria se !eneran:*&H( salvo los*?/

    B!enerados en el citosol

    3!luclisis4 "ue dependiendo de lalanzadera "ue usen parain!resar a la mitocondria pueden

    !enerarB*&H 3lanzadera del !licero'os'ato4 :*&H 3lanzadera del malato1aspartato4 Hor cada =*?/

    B"ue

    in!resa, se !eneran B*&H

    *?/B=*?/B =*?

    O=H K # c a a

    *?U =lavoprotena

    CoenzimaK

    Citocromo # Citocromo c Citocromo a Citocromo a:

    *&H *&H *&H /:O

    =O)=O.IL*CIROI?*&IA*

    Procesos de larespiracin celularcadena respiratoria

    &TPasa

    :espiracinaer4ica

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    #;

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    Cole io#%

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    Produccin de &TP !ermentacin *s respiracin aer4ica

    La 4idrolisis de ; mol de/>P libera 3:-5 [email protected]

    Autoevaluacin - La 'ico#ilina es5

    + Hroceso e>er!nico5

    a4 !luclisis #4 'otosntesisc4 "uimiosntesis d4 sntesisproteica e4 *

    B 6Consume6 ener!a, en el #alance neto5

    a4 !luclisis#4 respiracinaer#ica c4'ermentacind4'otosntesise4 *

    : Harticipa en la 'otosntesis5

    a4 G&H #4 *?/B

    c4 =*?/B

    d4 *?H/B e4 * El ciclo de /atch y )lac0 ocurre en plantas5

    a4 C+

    #4 CB

    c4 C:

    d4 C

    e4 C-

    a4 enzima #4'otopi!mento c4 molcula ener!tica d4*&He4 *

    La =otlisis del a!ua, produce5

    4N La =oto'os'orilacin cclica re"uiere de5

    a4 'otosistema I #4 'otosistema IIc4 'otosistema III d4 a y# e4 # y c

    9 .e"uiere de OB5

    a4 respiracin aer#ica #4'otosntesis c4 'ermentacin d4

    todase4 *

    @ Ocurre en la mitocondria5

    a4 !luclisis #4 'ermentacin

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    #3

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    c4 ciclo de Qre#s d4todos e4 *

    +.e"uiere deOB5

    a4 'os'orilacin

    o>idativa #4 ciclo deQre#sc4 'otosntesisd4 ciclo deCalvn e4 *

    ++Dmero de *&Hs por molcula de Glucoma6respirada6 aer#icamente5

    a4 B #4 : c4 :@d4 e4 BB

    +BEl aceptor 'inal de electrones en la respiracinaer#ica es5

    [email protected] o>!eno "ue respiramos procede de5

    a4 La molcula dea!ua #4 La molculade CO

    Bc4 La ener!a

    luminosad4 La respiracin de las

    plantas e4 *

    BLa 'otosntesis es5

    a4 proceso ana#lico#4 proceso ender!nicoc4 imprescindi#le para nuestro modode vida d4 a y ce4 todas son aplica#les

    B+La 'ermentacin5

    a4 ocurre en lamitocondria #4 es unproceso ana#lico

    a4 / O #4 O c4 CO c4 tiene como uno de sus productos 'inales *&HBd4 /B

    B Be4 * d4 slo es posi#le en

    procariotas e4 todas son'alsas

    +:Horcada !lucosa 6respirada6 aer#icamente se!eneran5

    a4 #d4 e

    +La respiracin aer#ica de una molcula de

    !lucosa en el cuerpo humano rinde5

    a4 # cd4

    +-El vaco electrnico "ue ocurretemporalmente en el 'otosistema II durante la'otosntesis5

    a4 es llenado por electrones del COB

    #4 es llenado por electrones procedentes del

    a!uac4 es llenado por electronesprocedentes del 'otosistema I

    d4 todase4 nin!una

    +Hi!mentos responsa#les del amarillamiento delas ho2as en el oto8o5

    a4 cloro'ilas #4 'ico#ilinasc4 'icocianina d4carotenoides e4 *

    +NOli!oelemento vital dentro de la molcula decloro'ila5

    a4 H #4 Mn c4 M!d4 =e e4 *

    +9Le da el color verde a las plantas5

    a4 cloroaler!an #4>ant'ilas c4 licopeno d4 cloro'ilae4 *

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    Colegio

    BBLa 'oto'os'orilacin5

    a4 ocurre en las crestasmitocondriales #4 ocurre en lamatriz mitocondrialc4 ocurre en los lisosomasd4 es parte del ciclo deCalvin e4 produce *&Hs

    B:$En "u lu!ar del cloroplasto ocurre el ciclo deCalvin%

    a4 en los Granas#4 en los &ilacoidesc4 en la mem#ranainterna d4 en elestromae4 en la mem#rana e>terna

    BEl *?H se reduce a *?H/B !racias a5

    a4 los electrones provenientes de lacloro'ila #4 el CO

    Bprocedente del aire

    c4 los hidr!enos provenientes dela!ua d4 el o>!eno provenientedel a!uae4 el *&H

    B-)on productos 'inales de la 'ase luminosade la 'otosntesis

    a4 o>!eno molecular #4 *&Hc4*?H/

    Bd4

    todos e4 nin!uno

    BEl ciclo de Calvin es parte de5

    a4 'ermentacinalcohlica #4respiracin aer#ica

    c4 'otosntesis

    #4

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    d4 'ermentacinlctica e4 nin!una

    BN La 'ormacin de *&H durante la 'aseluminosa de la 'otosntesis se conoce como5

    a4 'otlisis

    #4 'oto'os'orilacinc4 reduccin del *?HU

    d4 'i2acin del #i>ido decar#ono e4 ciclo de Qre#s

    B9)i lue!o de un proceso de 'ermentacin, seo#tienen B9 molculas de alcohol etlico,$cuntos *&Hs se consi!uieron%

    a4 B9 #4 + c4 Nd4 + e4 *

    [email protected])on productos 'inales de la 'ase citoslicade la respiracin aer#ica5

    a4 *?H/ #4 =*?/

    c4 *&Hs d4 alcoholetlico d4 acetilcoenzima *

    :iclodel

    a4 COB

    #4 : =*?/B

    c4 : *?/B

    d4 +*?H/B e4 *