biologia n o clase 2[1]

7/24/2019 Biologia N O Clase 2[1]

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CARRERA DE ENTRENADOR DE FTBOLPRIMER AO

MATERIA: BIOLOGACLASE N 2

Introduccin a las clulas

La clula

Comunicacin clula-clula

Metabolismo celular

Fisiologa celular

Niveles de organizacin

DEPARTAMENTO ACADMICO


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CLASE N 2

INTRODUCCION A LAS CELULAS

La clula

La clula es una estructura compleja autosuficiente, esto significa que una clula se alimenta,crece, elimina sus desechos, respira y se reproduce por si sola. Existen organismos dondetodo su cuerpo est representado por una sola clula y son llamados unicelulares. Otros,como los seres humanos, que estn formados por millones de clulas, son llamadospluricelulares. De hecho un ser humano, por ejemplo, est formado por unos 200.000millones de clulas, presentando diversas formas y funciones, cuya finalidad es lasupervivencia y la reproduccin.Todos los organismos vivos estn formados por clulas, por lo que ningn organismo es unser vivo si no consta al menos de una clula. La vida se caracteriza por una serie depropiedades, estas estn resumidas en la teora celular:

a. todos los organismos vivos estn formados por una o ms clulas;

b. las reacciones qumicas de un organismo vivo, incluyendo los procesos liberadores deenerga, tienen lugar dentro de las clulas;

c. las clulas se originan de otras clulas, yd. las clulas contienen la informacin hereditaria de los organismos de los cuales son parte

y esta informacin pasa de la clula progenitora a la clula hija.

Los seres humanos son organismos que dependen de fuentes externas para obtener suenerga. Es por eso que son llamados hetertrofos.Existen dos tipos fundamentalmente distintos de clulas, las procariotas y las eucariotas. Enlas clulas procariotas, el material gentico se encuentra en forma de una molcula grande ycircular que est dbilmente asociada a diversas protenas. En las clulas eucariotas, por elcontrario, el ADN es lineal y est fuertemente unido a protenas especiales. Dentro de laclula eucariota, el material gentico est rodeado por una doble membrana, la envoltura

nuclear que lo separa de los otros contenidos celulares en un ncleo bien definido. En lasprocariotas, el material gentico no est contenido dentro de un ncleo rodeado por unamembrana, aunque est ubicado en una regin definida llamada nucleoide. Los organismoscuyas clulas son eucariotas son las bacterias, de hecho estas son unicelulares.


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Existen diferentes tipos de clulas eucariotas, de diferentes formas y tamaos, pero todasestn especializadas, es decir cumplen con una funcin especfica. Por ejemplo las neuronaspertenecen al sistema nervioso y transmiten los impulsos elctricos desde el cerebro a lasdiferentes partes del cuerpo, los glbulos rojos son los encargados de transportar el oxigenohacia todas las clulas del organismo. Hasta el huevo que todo el mundo conoce, no es ms

que el vulo (clula sexual femenina) de las gallinas, etctera.

Todas las clulas comparten tres caractersticas esenciales. La primera es una membranaexterna, la membrana celular -o membrana plasmtica- que separa el citoplasma de la clulade su ambiente externo. La otra es el material gentico -la informacin hereditaria- que dirigelas actividades de una clula y le permite reproducirse y transmitir sus caractersticas a laprogenie. En tercer lugar esta el citoplasma formado por agua y sales.Adems, en el citoplasma se encuentra una gran variedad de organelas, entre ellas

encontramos, por ejemplo:

* Mitocondrias: Hay varias en cada clula. Tienen dos membranas; la membrana internaforma repliegues o crestas. En las mitocondrias se produce la energa necesaria para elfuncionamiento de las clulas (respiracin celular).

GlbulosNeurona Huevo


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* Ncleo: Est separado del citoplasma por una envoltura. Formado por dos membranas,que poseen poros por los cuales se desplazan algunas sustancias desde y hacia elcitoplasma. En su interior se encuentra el material gentico, responsable delfuncionamiento celular y de la transmisin de las caractersticas que se heredan depadres a hijos.

* Membrana plasmtica o celular: Est armada por una doble capa continua de lpidos.Entre las molculas de lpidos se ubican molculas de protenas y glucoprotenas(cadenas polipeptdicas unidas a azcares). Algunas de estas protenas actan comocanales de transporte de sustancias entre la clula y el exterior. Ms adelante loanalizaremos con mayor profundidad.

Organizacin celular

Cada clula es capaz de llevar a cabo esencialmente los mismos procesos: obtener y asimilarnutrientes, eliminar los residuos, fabricar nuevos materiales y, en muchos casos, moverse yreproducirse.

Las clulas son las unidades bsicas de cualquier ser vivo pero pueden diferir grandementeen su tamao y forma. Estn separadas del medio externo por una membrana celular. Estamembrana restringe el paso de sustancias de afuera hacia el interior y viceversa.


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El citoplasma de la clula es una solucin acuosa concentrada que contiene protenas,molculas disueltas, sales -adems de organelas - que desempean funcionesespecializadas en la vida de la clula.El citoplasma tiene un citoesqueleto que sirve de soporte e incluye protenas en forma defilamentos. El citoesqueleto mantiene la forma de la clula, le permite moverse, fija sus

organelas.

Tamao y forma celular

La mayora de las clulas que constituyen el cuerpo de un animal, incluso del hombre midenentre 10 y 30 micrmetros de dimetro. Las sustancias como el oxgeno, el dixido decarbono, los nutrientes y los productos de desecho que entran y salen de una clula vivadeben atravesar su superficie, delimitada por una membrana. Estas sustancias son losmateriales y los productos del metabolismo celular (que representa el total de las actividadesde una clula). Cuanto ms activo es el metabolismo celular, ms rpidamente debenintercambiarse los materiales con el ambiente para que la clula siga funcionando. En clulasgrandes, la relacin superficie-volumen es menor que en clulas ms chicas, es decir, lasclulas de mayor tamao disponen de una superficie de intercambio con el medio ambiente

proporcionalmente menor.

Por ese motivo y, dado que una clula ms grande requiere del intercambio de cantidadesmayores de materiales para satisfacer sus necesidades, el tamao de las clulas se ve aslimitado.

Lmites celulares y subcelulares

Todas las clulas son bsicamente muy semejantes. Todas tienen ADN como materialgentico, desempean los mismos tipos de reacciones qumicas y estn rodeadas por unamembrana celular externa. La membrana celular -o plasmtica- es esencial en la vida celular.No solamente define los lmites de la clula, sino que adems permite que la clula existacomo un organismo diferente de su entorno. Esta membrana regula el trnsito de sustancias

hacia fuera y hacia adentro de la clula. La membrana celular, como todas las membranasbiolgicas, consiste en una delgada capa de fosfolpidos y protenas.

Las membranas estn generalmente rodeadas por agua, lo que hace que las molculas defosfolpidos se dispongan formando una bicapa en las cuales estn incluidas molculas deprotenas y colesterol.

La membrana celular, como todas las membranas biolgicas, consiste en una delgada capade fosfolpidos y protenas; tiene entre 7 y 9 nanmetros (un nanmetro es un milln de vecesmas chico que un milmetro) de grosor y no puede ser vista por el microscopio ptico. Encambio, con el microscopio electrnico, puede verse como una doble lnea delgada ycontinua.

Las membranas estn generalmente rodeadas por un medio acuoso, lo que hace que lasmolculas de fosfolpidos se dispongan formando una bicapa. De acuerdo con el modelo delmosaico fluido, las membranas celulares son estructuras fluidas y dinmicas. Las molculasde fosfolpidos y protenas pueden, en general, desplazarse lateralmente por la bicapa.

La disposicin de los fosfolpidos en una bicapa en solucin acuosa se debe a su particularestructura qumica. En el esquema mostrado a continuacin, se indican los distintoscomponentes de las membranas biolgicas: carbohidratos, colesterol, protenas integrales yperifricas. Las molculas de fosfolpidos estn dispuestas en una bicapa, con sus colashidrofbicas (rechazan el agua) apuntando hacia el interior y sus cabezas hidroflicas (sedisuelve en agua) de fosfato apuntando al exterior. Las molculas de colesterol se encuentranentre las colas hidrofbicas. Las protenas que atraviesan la bicapa se conocen comoprotenas integrales de membrana. Mezcladas con las molculas de fosfolpidos de la capa

externa de la bicapa se encuentran molculas de glucolpidos. Las cadenas de carbohidratosunidas a los lpidos (lpidos unidos a hidratos de carbono) y a las protenas que sobresalen de


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la cara exterior de la membrana estn implicadas en la unin de las clulas entre s y en el"reconocimiento" de molculas, que vienen de otras clulas como por ejemplo mensajeros.

Las membranas celulares de eucariotas y procariotas, as como las de las organelas declulas eucariotas, tienen la misma estructura. Sin embargo, hay diferencias en los tipos delpidos y, particularmente, en el nmero y tipo de protenas y carbohidratos. Estas diferenciasle dan a las membranas de diferentes tipos de clulas y de diferentes organelas, diferentesfunciones. La mayora de las membranas tiene aproximadamente 40% de lpidos y 60% deprotenas. Las protenas, pueden desarrollar muchas actividades diferentes y son lasresponsables de la mayora de las funciones que cumplen las membranas de la clula.Algunas protenas son enzimas y regulan reacciones qumicas bien especificas; otras sonreceptores, relacionados con en el reconocimiento y unin de molculas sealizadoras, (lashormonas), otras son protenas de transporte, desempeando un papel fundamental en laentrada y salida de sustancias.

Una distincin fundamental entre las clulas animales y vegetales es que las clulasvegetales (como todas las frutas y verduras) estn rodeadas por una pared celular. La paredse encuentra por fuera de la membrana y es construida por la clula. Los seres humanos nopodemos digerir esa pared celular y la eliminamos en la materia fecal.

Comunicacin clula-clula

Las clulas individuales no se encuentran aisladas o rodeadas por agua. En los organismosmulticelulares es esencial que las clulas individuales se comuniquen entre s, de modo quepuedan "colaborar" para crear un rgano o un tejido que funcione armoniosamente.Las comunicaciones entre clulas se cumplen por medio de seales qumicas, o sea, pormedio de sustancias transportadas hacia afuera y que se trasladan a otra clula. As, los

impulsos nerviosos se transmiten de neurona a neurona, o de neurona a msculo, a travs desustancias llamadas neurotransmisoras.


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Las clulas en el cuerpo de los seres humanos liberan hormonas, estas no son ms quemensajeros qumicos que se trasladan de un lugar a otro del cuerpo y afectan a otras clulasdel mismo organismo.Las clulas o el tejido liberador de estos mensajeros qumicos, son llamados glndulas. Lasmas conocidas son la tiroides, suprarrenal, hipfisis, etc.

Cuando estas sustancias alcanzan la membrana de la clula que es su destinatario final(clula blanco), el mensaje puede ser transportado hacia su interior Al unirse el mensajeroqumico al receptor, se ponen en marcha reacciones qumicas dentro de la clula,transmitindose as el mensaje a una serie de emisarios dentro de la clula. De esta manerala clula blanco acta segn la orden que recibi.

El metabolismo celular

La clula, al igual que los organismos, intercambia sustancias y energa con el medio que larodea. En el interior de la clula tienen lugar numerosas reacciones qumicas que involucrantransformaciones de los materiales y de la energa.

Algunas de las sustancias que entran en la clula se unen a otras para formar sustancias mscomplejas. Esto es lo que sucede, por ejemplo, cuando se forma una protena a partir de launin de varios aminocidos. Este tipo de proceso, en el que se unen materiales, sedenomina sntesis y, para que se produzca, se consume energa.

Otras sustancias, luego de entrar en la clula, son transformadas en sustancias ms chicas osimples. Por ejemplo, el almidn es transformado para dar como resultado varias molculasde glucosa. Este tipo de proceso en donde se transforman grandes y complejas molculas en

Glndula HormonaClulablanco


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molculas ms pequeas y simples, se denomina degradacin. El conjunto de las reaccionesde sntesis y degradacin que tienen lugar en la clula constituye el metabolismo celular.

Fisiologa celular (flujo de energa)

Los sistemas vivos convierten la energa de una forma en otra a medida que cumplenfunciones esenciales de mantenimiento, crecimiento y reproduccin.Las reacciones qumicas que ocurren en las clulas forman lo que llamamos metabolismo.Las reacciones metablicas realizan funciones determinadas en la clula. Cada paso escontrolado por una enzima especfica y le permiten a las clulas llevar a cabo sus actividadesqumicas y fsicas.Las enzimas funcionan como aceleradores biolgicos, incrementando enormemente lavelocidad a la que se producen las reacciones qumicas. Las reacciones aceleradas porenzimas estn bajo un estricto control celular. Los principales factores que influyen sobre lavelocidad de las reacciones enzimticas son las concentraciones de enzima y de sustrato.Muchas enzimas son sintetizadas por las clulas o activadas slo cuando son necesarias.

Gluclisis y respiracin celular

La glucosa es la fuente principal de energa en la mayora de las clulas. Cuando la glucosase consume en una serie de pequeos pasos por medio de enzimas, la energa contenida enla molcula vuelve a empaquetarse en ATP.La respiracin aerbica se puede resumir diciendo que la glucosa se degrada, en presenciade oxgeno, y se producen dixido de carbono y agua, adems de energa en forma de ATP.Sin embargo la respiracin aerbica es un proceso muy complejo, constituido por reaccionesqumicas que se han agrupado en tres etapas, teniendo cuenta el sitio de la clula en el quese desarrolla cada una de ellas.La primera fase en la degradacin de la glucosa es la gluclisis, que se realiza en elcitoplasma de la clula. La segunda fase es la respiracin celular, que requiere oxgeno(inhalado por los pulmones) y tiene lugar en las mitocondrias. La actividad de la gluclisis y larespiracin celular estn reguladas de acuerdo con las necesidades energticas de la clula.Las sustancias requeridas por el cuerpo para fabricar energa son dos glucosa y oxigeno,como resultado de esto se obtiene dixido de carbono (CO2) exhalado por los pulmones,agua y ATP (molcula que contiene la energa).

Glucosa + Oxgeno => Dixido de Carbono + Agua + ATP (Energa)

o bien,

C6H12O6+ 6O2 => 6CO2+ 6H2O + ATP

Es posible saber cmo y en qu cantidad la energa qumica, originalmente presente en lamolcula de glucosa, se recupera en forma de ATP en el curso de la digestin de la molculade glucosa. As, es posible calcular el rendimiento energtico global de la digestin de laglucosa, que puede dar como resultado un mximo de 38 molculas de ATP. La actividad dela gluclisis y la respiracin celular estn reguladas de acuerdo con las necesidadesenergticas de la clula.Hasta ahora nos hemos referido a la degradacin de la molcula de glucosa, pero otrasmolculas alimenticias, que incluyen a las grasas, los polisacridos y las protenas, puedenser tambin transformadas a sustancias que pueden ingresar en la gluclisis y la respiracincelular cuando la glucosa fue consumida totalmente.

- Gluclisis

La gluclisis es un proceso en el cual una molcula de glucosa de 6 carbonos (proveniente dela nutricin) se divide en dos molculas de 3 carbonos de cido pirvico. Este proceso da

como resultado un rendimiento neto de dos molculas de ATP.

De esta forma, una molcula de glucosa se convierte en dos molculas de cido pirvico. Laganancia neta, la energa recuperada, es dos molculas de ATP por molcula de glucosa. Las


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dos molculas de cido pirvico contienen todava una gran parte de la energa que seencontraba almacenada en la molcula de glucosa original. La serie de reacciones queconstituyen la gluclisis se lleva a cabo en todas las clulas vivas, desde las clulasprocariotas hasta las clulas eucariotas de nuestros propios cuerpos.

- Respiracin Celular

La respiracin celular se desarrolla en dos etapas: el Ciclo de Krebs y el transporte deelectrones (uno de los elementos que forma los tomos). En respiracin celular, las molculasde tres carbonos de cido pirvico producido por la gluclisis son transformadas a molculasde dos carbonos, que luego entran al ciclo de Krebs. En una serie de reacciones en el ciclode Krebs, la molcula de dos carbonos es transformado completamente a dixido de carbono(este ser el dixido de carbono que luego pasar al torrente sanguneo, de all a lospulmones donde lo exhalaremos) y los electrones pasan a los transportadores de electrones.Lo mismo que en la gluclisis, en cada paso interviene una enzima especfica.

Resumiendo, en el ciclo de Krebs se producen una molcula de ATP que representa laproduccin de energa de este ciclo. Se necesitan dos vueltas del ciclo para completar la

oxidacin de una molcula de glucosa (la glucosa tiene 6 carbonos pero cada ciclo utiliza 3 espor eso que son necesarios dos ciclos por cada glucosas). As, el rendimiento energtico totaldel Ciclo de Krebs para una molcula de glucosa es dos molculas de ATP.

La etapa final de la respiracin celular es el transporte de electrones, que involucra a unacadena de transportadores de electrones y enzimas dentro de la membrana interna de lamitocondria (recordemos que esta tiene dos membranas, una interna y otra externa). A lolargo de esta serie de transportadores de electrones, los electrones transportados de lagluclisis al del ciclo de Krebs, van pasando de una protena a otra hasta el oxgeno(proveniente de la inspiracin de los pulmones). Esto produce que una protena en lamembrana interna de la mitocondria llamada ATP Sintetasa construya el ATP.

Para la mayora de las clulas, la gluclisis es la etapa que anterior a la respiracin celular.

En el caso de algunos tejidos, como el msculo, cuando no tiene oxgeno por ejemplo enmomentos de actividad fsica muy intensa, la gluclisis es la fuente principal de ATP.En ese momento, luego de la gluclisis, las molculas de cido pirvico permanecen en elcitoplasma y son transformadas en cido lctico. Este proceso, se denomina fermentacin.Cuando el cido lctico es acumulado en grandes cantidades se produce el calambre.

Niveles de organizacin

Los Tejidos

Son la agrupacin de clulas del mismo tipo que, en forma conjunta, realizan una funcin vitaly especializada para un organismo. En el cuerpo humano existe una variedad de tejidos.Algunos de ellos son: nerviosos, musculares, sanguneos, etc.

A los tejidos de los seres humanos los podemos clasificar en cuatro grupos:

1. Tejido Epitelial: Su principal funcin es la de proteger al organismo contra las infeccionesy lesiones, son clulas que estn muy juntas. Incluyen la piel y membranas derecubrimiento interno del cuerpo.

2. Tejido Conectivo: Su funcin es la de dar soporte y estructura al cuerpo. El tejidoconectivo comprende: adiposos (donde se alojan lpidos), elsticos y fibrosos (dentro delorganismo junto o dentro de los rganos), cartilaginosos y huesos.

3. Tejido Muscular: Su funcin es la de relajacin y contraccin de los msculos.4. Tejido Nervioso: Es el encargado de llevar o transferir la informacin de una parte del

cuerpo a otra para regular y coordinar el funcionamiento del cuerpo. Estas clulas sellaman: neuronas.


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Los rganos

Son el prximo nivel de organizacin de la materia viva. Al participar varios tejidos en unafuncin especfica, llegan a una estructura ms compleja que es el rgano. En los sereshumanos se han desarrollado rganos muy complejos con funciones muy especficas.

Algunos ejemplos son: los rganos sensoriales, el cerebro, los riones, etc.

Tomografa de cabeza donde seobserva el cerebro.


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Los aparatos

Los aparatos realizan una funcin en comn a pesar que sus rganos realizan diferentesfunciones. Las funciones de estos rganos se complementan pero funcionan con el mismoobjetivo. Los aparatos presentes en el cuerpo humano son: aparato circulatorio, aparato

digestivo, aparato respiratorio, aparato excretor y el aparato reproductor.

Aparato Digestivo

Aparato Respiratorio


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DEPARTAMENTO ACADMICO

Aparato Circulatorio

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