clase 2 unidad de organización biológica
TRANSCRIPT
Unidad de Organización Biológica
TM. Paulina Fernández Garcés
Especialidad en Bioanálisis Clínico Hematología y Banco de
Sangre
NIVELES DE ORGANIZACIÓN.
Partículas Elementales
Átomos
Moléculas
Macromoléculas
( )Organizaciones Supramoleculares virus
Organoides
Células
Procariontes Eucariontes
•La vida se manifiesta en millones de especies diferentes que poseen comportamientos, formas y funciones propias. Las especies se ordenan en grupos de organismos cada vez más amplios.
UNIDADES DE ORGANIZACIÓN.
Géneros Familias Ordenes
: Reinos clásicos vegetal y animal
Especie Clase
PhylumUna de las clasificaciones más usadas propone la división en cinco reinos:
• Móneras (bacterias y algas azules)
• Protistas (Protozoos)
• Hongos (Mohos, Hongos verdaderos)
• Vegetales (Algas verdes, rojas, Briofitas)
• Animales (Metazoos)
LA CÉLULA
•Unidad funcional y estructural de la vida.
•Células Bacterianas: 1-2 µm de diámetro
•Células de organismos superiores: 10-20 veces más que las células bacterianas.
•Las principales diferencias entre las estructuras celulares definen 2 grandes clases de organismo:
PROCARIOTAS YEUCARIOTAS.
Célula Procarionte
• Las bacterias corresponden a organismos unicelulares que se . reproducen por fisión binaria
• Su tamaño es del orden de los micrones e implica una relación : superficie volumen muy alta
100.000.aproximadamente
CARACTERÍSTICAS
1. .No poseen organelas rodeadas por membranas
2. .Procesos bioquímicos tienen lugar en la membrana citoplasmática
3. El cromosoma bacteriano esta constituido por ADN circular que se ubica .en la región denominada nucleoide
4. Distribuidos en el citoplasma bacteriano se encuentran pequeños lazos de ADN conocidos como plásmidos
Escherichia coli, cepa 0157: 7 hemorrágica H
Escherichia coli división por . fisión binaria
Célula Procarionte
• Poseen:
3. Membrana Plasmática
4. Pared celular rígida
5. Citoplasma que contiene elcitosol
6. ADN libre en el citosol
7. Ribosomas Libres en el citosol
8. .En la superficie pilis o flagelos
Célula Eucarionte:
• Vegetales y animales multicelulares y también
organismos multicelulares , simples llamados protozoos .hongos y algas
CARACTERÍSTICAS
4. Presencia de organelos separados .por membranas
5. ADN empaquetado encromosomas
6. Presencia de cuerpos digestivos
Estructura / Proceso Eucariota Procariota Membrana Nuclear Presente Ausente
ADN Combinado con proteínas Desnudo y circular
Cromosomas Múltiples Único
División Celular Mitosis o Meiosis Fisión Binaria
Mitocondria ( 70 )Presentes ribosomas S Ausente
Cloroplasto Presente en células vegetales Ausente
Ribosomas 80 ( 60 40 S a S y S sus)subunidades
70 ( 50 30 S a S y S sus)subunidades
Pared Celular Presente en vegetales constituida por celulosa
Presente constituida pormureína
Nucleolos Presente Ausente
Retículo Endoplasmático Presente Ausente
Órganos de locomoción Cilios y flagelos que al corte transversal presentan una distribución característica
: 9+ 2de microtúbulos
9+2Flagelos sin estructura
Principales Diferencias:
Componentes Químicos de la Célula
Orgánicos
Ácidos nucleicos
Proteínas
Hidratos de Carbono
Lípidos
InorgánicosAgua
.Minerales
• 75 85% a agua
• 2 3 % al sales minerales
• 13 % componente.orgánico
Libre (95% del total)
Ligada (5% del total)
El Agua en los procesos biológicos
• . El agua es el mayor componente celular Su contenido está relacionado .directamente con la edad y con la actividad metabólica
• Actúa como solvente natural de los iones y como medio de dispersión coloidal de .la mayor parte de las macromoléculas
• . ( Interviene en la eliminación de sustancias de la célula Absorbe calor por su ) elevado coeficiente calórico lo que evita generar cambios drásticos de
.temperatura en la célula
FUNCIONES
- Soporte
- Amortiguador térmico
- Transporte de sustancias
- ( )Lubricante amortigua el roce entre órganos
- Favorece la ciculación y turgencia
- .Puede intervenir como reactivo en reacciones metabólicas
El Agua en los procesos biológicos
Pares de electrones no enlazados
Orbitales más externos intervienen en los enlaces covalentes con los H
Grupo OH potentes donadores de los enlaces de H
H H
q+ q+
q- q-
• El agua posee una fuerte tendencia a formar enlaces de hidrógeno con .otras moléculas de agua
• , El agua es simultáneamente donador y aceptor de enlace de H por lo tanto es una red dinámica de moléculas unidas por enlaces de
.hidrógeno
La evaporación del agua requiere una cantidad de energía alta para , una molécula de su tamaño por
, lo tanto el calor de evaporación como el punto de ebullición son
.excepcionalmente elevados
:El agua es disolvente universal por sus propiedades
2. Formas puentes de H
3. .Carácter dipolar
:Además es disolvente grupos como
- Hidroxilo
- Aminas
- Compuestos sulfhidro
- Ésteres
- .Cetonas
El agua es capaz de disolver compuestos iónicos por su naturaleza.dipolar
Interacciones dipolo del agua con cationes y aniones hacen que los ( iones se hidraten se rodean de capas de moléculas de agua
).denominadas capas de hidratación
)a Las capas de hidratación son energéticamente
favorables
)b ε elevada del agua apantalla la fuerza
electrostática de los iones con carga y así no se .unen nuevamente
Las moléculas hidrófobas en solución acuosa al disolverse no forman , , capas de hidratación sino estructuras de CLATRATO similares al
hielo o JAULAS alrededor de las moléculas polares
Las moléculas hidrófobas en solución acuosa , al disolverse no forman capas de hidratación
, sino estructuras de CLATRATO similares al hielo o JAULAS alrededode las moléculas
polares
Las moléculas anfipáticas ( con propiedades ), hidrofíliicas e hidrofóbicas pueden formar
, una monocapa en la superficie del agua donde sólo los grupos de cabezas hidrofílicos
. están sumergidos Al agitarse se forman MICELAS O VESÍCULAS
La Matriz de la vida: Interacciones débiles en medio acuoso.
Macromoléculas estructurales yfuncionales
No es capaz de describir la complejidad de las estructuras
.moleculares de la biología
Unidas por enlaces covalentes
Unas interacciones mucho más débiles son las encargadas de generar estructuras: finas .enlaces no covalentes o fuerzas no covalentes
Naturaleza de las interacciones no covalentes.
• Interacciones carga-carga
• Interacciones dipolo permanente inducido
• Repulsión Molecular en distancias muy reducidas: Radio de van der Waals.
• Enlaces de Hidrógeno
Interacciones Carga-Carga
.Interacciones electrostáticas entre un par de partículas cargadas
.Las moléculas poseen carga eléctrica neta
Aniones
Cl-
PO3
Cationes
Na
K
Mg
+
+
2+
Ejercen fuerzas sobre las demás
.moléculas
• El entorno biológico no es vacío, en una célula, las cargas están siempre separadas por agua o por otras moléculas o partes de moléculas.
• La existencia de un medio dieléctrico tiene un efecto “apantallador” sobre las otras cargas.
• Este efecto se expresa con número sin dimensión: La constante dieléctrica
“ ”ε
Cuanto más elevado es este valor, más débil es la fuerza entre las
cargas separadas.
Naturaleza de las interacciones no covalentes.
• Interacciones carga-carga
• Interacciones dipolo permanente inducido
• Repulsión Molecular en distancias muy reducidas: Radio de van der Waals.
• Enlaces de Hidrógeno
Interacciones Dipolo permanentes e inducido.
• Las moléculas sin carga neta pueden tener una distribución asimétrica .de la carga
. , , Ej CO molécula polar dipolo permanente ya que posee un momento dipolar permanente ( ) µ este expresa la magnitud de la polaridad de
.una molécula
, En el entorno acuso de una célula un dipolo permanente puede ser , atraído por un ión cercano - interacción carga dipolo o por otro di polo
, permanente -interacción dipolo dipolo. Estas interacciones dipolares .dependen de la orientación de los dipolos
• Las moléculas que no tienen momentos dipolares permanetes pueden . polarizarse al ser sometidas a un campo eléctrico Las intecciones de
las moléculas polarizadas se denominan “interacciones de dipolosinducidos”
Naturaleza de las interacciones no covalentes.
• Interacciones carga-carga
• Interacciones dipolo permanente inducido
• Repulsión Molecular en distancias muy reducidas: Radio de van der Waals.
• Enlaces de Hidrógeno
Radio de van der Waals.• .Corresponde a repulsiones moleculares en distancias muy reducidas
• Cuando moléculas o átomos sin enlaces covalentes se acercan tanto que sus orbitales se solapan existe una repulsión mutua que aumenta
. cuando la distancia entre los centros de sus átomos disminuye
Naturaleza de las interacciones no covalentes.
• Interacciones carga-carga
• Interacciones dipolo permanente inducido
• Repulsión Molecular en distancias muy reducidas: Radio de van der Waals.
• Enlaces de Hidrógeno
Puentes de Hidrogeno
, Importante enlace que corresponde a una interacción entre un átomo de H+ .unido covalentemente a un grupo donador
.Ej - - , O H o bien > -N H
:Y un par de electrones libre pertenecientes a un aceptor como
.Ej = - , O C o bien N
DONADOR H ACEPTOR-
-- -
Longuitud del enlace
Enlace de H
-q+q
Enlace covalente
Dirección del enlace
La capacidad de donador depende de la electronegatividad
> Electronegatividad > (-) carga extrae del H al cual está enlazado
El H se vuelve más positivo y es atraído con más fuerza hacia el par de elctrones del aceptor.
Entre los átomos de los compuestos biológicos: O y N son electronegativamente adecuados para comportarse como donadores fuertes.
Este tipo de enlace:
• Es como una interacción carga-carga
• Comparte electrones (como el enlace covalente) entre el H y el aceptor.
• Su energía es superior a la de la mayoría de los otros enlaces covalentes.
• Los enlaces son direccionales (como los covalentes): el anlace H-donador apunta hacia el par de electrones de aceptor.
Resumen
Unidad de Organización Biológica
TM. Paulina Fernández Garcés
Especialidad en Bioanálisis Clínico Hematología y Banco de
Sangre