Diario Científico 1 by Willy Rey

Diario Científico

BIOLOGíA CELULAR

Facultad de ciencias Químicas y Farmacia Escuela de Biología Departamento de Biología General Biología General I

INTEGRANTES Willy Rey Madeleine Morales Árais López Paulo Barbero

COORDINADOR Willy Rey

CARGOS 1. Tener una buena comunicación para evitar problemas de ejecución de tareas. 2. Optimizar y aclarar los tiempos de un calendario común aprobado por todos. 3. Enviar propuestas con antelación para una revisión efectiva. 4. Respetar los tiempos de ejecución de tareas.

SECRETARIA Madeleine Morales

CARGOS 1. Recuerda tareas pendientes. 2. Toma nota de los acuerdos grupales. 3. Revisa ortografía de los trabajos realizados.

ÍNDICE I. ORGANIZACIÓN CELULAR La célula: unidad básica de la vida

Células procariotas y eucariotas

Núcleo celular

Orgánulos del citoplasma

El citoesqueleto

Cubiertas celulares

Noticia

II. MEMBRANAS BIOLÓGICAS Estructura de las membranas

Funciones de las membranas

Estructura y permeabilidad de las

membranas Transporte pasivo

Transporte activo

Exocitosis y endocitosis

Uniones celulares

Noticia

III. RUTAS DE LIBERACION DE ENERGIA, EL ATP Reacciones redox

Etapas de respiración aeróbica

Producción de energía a partir de otros nutrientes

Respiración anaeróbica y fermentación

Noticia

IV. FOTOSÍNTESIS Luz y fotosíntesis

Cloroplastos

Fotosíntesis: reacciones dependientes de la luz

Fotosíntesis: reacciones de fijación de carbono

Noticia

V. GLOSARIO

VI. REFERENCIAS

LA CÉLULA: UNIDAD BÁSICA DE LA VIDA

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La célula es el componente básico de todos los seres vivos. El cuerpo humano está compuesto por billones de células. Le brindan estructura al cuerpo, absorben los nutrientes de los alimentos, convierten estos nutrientes en energía y realizan funciones especializadas. Las células también contienen el material hereditario del organismo y pueden hacer copias de sí mismas (Gutiérrez, 2009).

FORMA DE LA CÉLULA

La forma de las células es muy variada y esta función de su actividad y de sus relaciones con el ambiente (Gutiérrez, 2009). TAMAÑO DE LA CÉLULA

En general, el tamaño dela célula es muy pequeña, requiriéndose la ayuda del microscopio óptico o electrónico para poder observarlas (Gutiérrez, 2009).

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CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS CÉLULAS PROCARIOTAS

Es el superreino o dominio que incluye los microorganismos constituidos por células procariotas, es decir, células que presentan un ADN disperso en el citoplasma , ya que no hay núcleo celular (Maillet, 2000). "Creative Commons" por Mariana Ruiz CCO 1.0 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Average_p rokaryote_cell-es.png

PARTES DE LA CÉLULA PROCARIOTA

Cápsula Pared celular Membrana plasmática Citosol Ribosomas Plásmido Pilos Flagelo bacteriano Nucleoide

CÉLULAS EUCARIOTAS

Son las células propias de los organismos eucariotas, las cuales se caracterizan por presentar siempre un citoplasma compartimentado por membranas lipídicas y un núcleo celular organizado. (Margulis, 2002).

CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL

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CÉLULA EUCARIOTA VEGETAL

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NÚCLEO CELULAR

El núcleo celular es una estructura membranosa que se encuentra normalmente en el centro de las células eucariotas. Contiene la mayor parte del material genético celular, organizado en varias moléculas extraordinariamente largas y lineales de ADN, con una gran variedad de proteínas, como las histonas, lo cual conforma lo que llamamos cromosomas. El conjunto de genes de esos cromosomas se denomina genoma nuclear. La función del núcleo es mantener la integridad de esos genes y controlar las actividades celulares regulando la expresión génica. Por ello se dice que el núcleo es el centro de control de la célula (Albarracín y Teulón, 1993).

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La siguiente noticia trata sobre como impedir las comunicaciones del núcleo celular podría frenar el cáncer. https://elpais.com/elpais/201 8/08/09/ciencia/1533824103 _215502.html

ORGÁNULOS DEL CITOPLASMA

El citoplasma es la parte del protoplasma que, en las células eucariotas, se encuentra entre el núcleo celular y la membrana plasmática, su función es albergar los orgánulos celulares y contribuir al movimiento de los mismos. (Boisvert, 2007) Organúlos sin Ribosomas y membrana centriolos Organúlos con Retículo endoplasmático, aparato de Golgi, membrana vacuolas, lisosomas y simple peroxisomas. Organúlos con Mitocondrias doble y plastos. membrana

ORGÁNULOS NO RODEADOS DE MEMBRANA Ribosomas Son estructuras globosas, esféricas, de aspecto muy poroso. Aparecen en todas las células y en ellas pueden encontrarse aislados y dispersos por el citoplasma, unidos a las membranas del retículo endoplasmático o a la cara citoplasmática de la membrana nuclear, o unidos unos 40 o 50 a largos filamentos de ARN-m, formando polisomas (Boisvert, 2007).

Centriolo Es un orgánulo con estructura cilíndrica, constituido por tripletes de microtúbulos, que forma parte del citoesqueleto (Boisvert, 2007).

"Creative Commons" por Kelvinsong CCO 1.0 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Centriole_pt.svg "Creative Commons" autor desconocido CCO 1.0 https://www.juntadeandalucia.es/averroes/centrostic/18009389/moodle2/pluginfile.php/520/mod_resource/content/1/La_c_ lula_1/7_orgnulos_citoplasmticos.html

ORGÁNULOS RODEADOS DE MEMBRANA SIMPLE Retículo endoplasmático Es un complejo sistema de membranas internas comunicadas entre sí y a su vez con la membrana plasmática y la envoltura nuclear (Boisvert, 2007).

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Aparato de Golgi Es un sistema de membranas formado por numerosas cavidades en forma de sacos discoidales curvados (Boisvert, 2007)

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Lisosomas Son orgánulos que aparecen en todas las células, siendo más abundantes en las células animales. Se forman a partir del aparato de Golgi (Boisvert, 2007).

Peroxisomas Son similares a los lisosomas, pero contienen enzimas oxidativas u oxidasas que producen la oxidación de diversos sustratos. Están constituidos por una vesícula formada a partir de las membranas del RE (Boisvert, 2007).

"Creative Commons" autor desconocido CCO 1.0 https://www.juntadeandalucia.es/averroes/centrostic/18009389/moodle2/pluginfile.php/520/mod_resource /content/1/La_c_lula_1/72_orgnulos_rodeados_de_memb rana_simple.html

"Creative Commons" por Jurock CCO 1.0 https://www.juntadeandalucia.es/averroes/centrostic/18009389/moodle2/pluginfile.php/520/mod_resourc e/content/1/La_c_lula_1/72_orgnulos_rodeados_de_me mbrana_simple.html

Vacuolas Son estructuras delimitadas por una porción de membrana que pueden formarse a partir del RE, del AG o de invaginaciones de la membrana plasmática. Sus funciones son almacenar sustancias , mantener la turgencia celular, regular la presión osmótica (Boisvert, 2007).

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ORGÁNULOS RODEADOS DE DOBLE MEMBRANA Mitocondrias Son orgánulos alargados presentes en todas las células (Boisvert, 2007).

Cloroplastos Son orgánulos exclusivos de vegetales autótrofas (Boisvert, 2007).

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EL CITOESQUELETO Es la red grande de fibras proteicas y otras moléculas que determinan la forma y estructura de las células del cuerpo. El citoesqueleto ayuda a organizar las estructuras llamadas orgánulos y otras sustancias en el líquido dentro de las células. Es un componente importante de muchas funciones celulares, como el movimiento, la señalización y la división (Campbell y Reece, 2006).

"Creative Commons" por Katris N.J., van Dooren G.G., McMillan P.J., Hanssen E., Tilley L., Waller R.F. CCO 1.0 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:T -gondii_Citoesqueleto.png

Hay tres tipos de fibras de proteína en el citoesqueleto: Microfilamentos Filamentos intermedios Microtúbulos (Campbell y Reece, 2006).

"Creative Commons" por Gaby RoJi CCO 1.0 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Membrana_anclaje_a_cito esqueleto.png

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Microfilamentos Tienen un diámetro de alrededor de 7 nm y están compuestos de muchos monómeros unidos de una proteína llamada actina, combinados en una estructura que se asemeja a una doble hélice. Debido a que están hechos de monómeros de actina, a los microfilamentos se les conoce también como filamentos de actina (Campbell y Reece, 2006).

"Creative Commons" por Boumphreyfr CCO 1.0 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Actin_strand.png

Filamentos Intermedios Son un elemento del citoesqueleto hecho de muchas cadenas de proteínas fibrosas entretejidas. Como su nombre sugiere, los filamentos intermedios tienen un diámetro promedio de entre 8 y 10 nm, un tamaño intermedio entre el de los microfilamentos y el de los microtúbulos (Campbell y Reece, 2006).

"Creative Commons" por Zlir'a CCO 1.0 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:FilamentoIntermedio.j pg

Microtúbulos Son los más grandes de los tres tipos de fibras citoesqueléticas, con un diámetro aproximado de 25 nm. Un microtúbulo está hecho de proteínas tubulinas organizadas para formar un tubo hueco, similar a un popote. Cada tubulina está compuesta de dos subunidades: α-tubulina y β-tubulina (Campbell y Reece, 2006).

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CUBIERTAS CELULARES

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La cubierta celular está compuesta por: Pared celular: en la célula vegetal es una zona límite en donde contacta el mundo exterior. Constituida por polisacáridos, proteínas estructurales, enzimas y agua. Su composición química varía con la edad de la célula y con las funciones que realiza. Con el paso del tiempo, la pared se acumula y se hace más gruesa, lo cual le da rigidez, soporte y protección a las células. Matriz extracelular: es una capa de glucoproteinas que ayuda a mantener juntas a las células, y su función es protección, comunicación y sostén. Capsula: cubierta externa que rodea a la célula y la protege aún más (Teijón, 2006).

NOTICIA: La atracción de agotamiento: una fuerza infravalorada que impulsa la organización celular

En la noticia se revisan las pruebas de que esta fuerza contribuye al ensamblaje de una amplia gama de estructuras celulares, que van desde el citoesqueleto hasta los bucles de cromatina y los cromosomas completos. Los biólogos son conscientes de que los enlaces iónicos y de hidrógeno, además de las fuerzas de Van der Waals e hidrofóbicas, actúan dentro y entre las macromoléculas para dar forma a la estructura final. Sin embargo, una interacción distinta, conocida como "atracción de agotamiento", también puede desempeñar un papel sustancial. Esta fuerza sólo se observa en entornos abarrotados como los que se encuentran en las células, donde el 20-30% del volumen está ocupado por proteínas solubles y otras macromoléculas. El hacinamiento aumenta las concentraciones efectivas, lo que tiene importantes consecuencias, pero también crea una fuerza aparentemente de la nada. Se sostiene que esta fuerza impulsa el ensamblaje de muchas estructuras grandes en las células (Marenduzzo, D. et. al, 2006).

ESTRUCTURAS DE LAS MEMBRANAS Las membranas celulares son estructuras contínuas, físicamente visibles, que constituyen conjuntos organizados constituidos por lípidos, proteínas y glúcidos (Peña, 2013).

La membrana plasmática no solo define los límites de la célula, sino que también le permite interactuar con su ambiente de forma controlada. Las células deben excluir, absorber y excretar varias sustancias, todas en cantidades específicas. También deben ser capaces de comunicarse con otras células, identificándose y compartiendo información entre ellas (Peña, 2013).

FUNCIONES DE LAS MEMBRANAS Participan en el crecimiento, desarrollo y funcionamiento celular Cumplen una función estructural Forman una barrera de permeabilidad selectiva Reciben y generan señales: controlan el flujo de información entre la célula y el medio ambiente Constituyen un soporte de enzimas y receptores Cumplen un papel de reconocimiento entre células y los tejidos conectivos circulantes Participan en la motilidad celular Intervienen en procesos de translocación de la energía(Peña, 2013).

Funciones: Participan en el crecimiento, desarrollo y funcionamiento celular Cumplen una función estructural Forman una barrera de permeabilidad selectiva Reciben y generan señales: controlan el flujo de información entre la célula y el medio ambiente Constituyen un soporte de enzimas y receptores Cumplen un papel de reconocimiento entre células y los tejidos conectivos circulantes Participan en la motilidad celular Intervienen en procesos de translocación de la energía (Peña, 2013).

ESTRUCTURA Y PERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA CELULAR La membrana plasmática es una barrera con permeabilidad selectiva que regula el intercambio de sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular. Sus propiedades aseguran que las sustancias esenciales, como la glucosa, los aminoácidos y los lípidos entren a la célula fácilmente, que los intermediarios metabólicos permanezcan en la célula y que los productos de desecho, como la urea, abandonen la misma. Todo esto permite a la célula mantener el medio interno relativamente constante (Peña, 2013).

Características principales: Un fosfolípido es un lípido compuesto de glicerol, dos colas de ácidos grasos y una cabeza con un grupo fosfato. Las membranas biológicas usualmente tienen dos capas de fosfolípidos con sus colas hacia adentro, un arreglo llamado bicapa de fosfolípidos. El colesterol, otro lípido compuesto de cuatro anillos de carbono fusionados, se encuentra junto a los fosfolípidos en el interior de la membrana. Las proteínas de la membrana pueden extenderse parcialmente dentro de la membrana plasmática, atravesarla por completo, o estar unidas a su cara interna o externa. Los grupos de carbohidratos están presentes solo en la superficie externa de la membrana plasmática y están unidos a proteínas, formando glicoproteínas o a lípidos, formando glicolípidos (Peña, 2013).

TRANSPORTE PASIVO El transporte pasivo es el proceso que permite el paso de moléculas e iones a través de la membrana celular sin una fuente de energía. Cuando el soluto presenta una carga (positiva o negativa), la diferencia de potencial entre los dos lados de la membrana (potencial de membrana) también puede impulsar el transporte. En este caso, el gradiente de concentración y el gradiente eléctrico combinados forman la fuerza conductora gradiente electroquímico (Stanier y Villanueva, 1996). Características: El movimiento de los solutos sigue el gradiente de concentración, de mayor concentración a menor concentración. Depende del gradiente de concentración, del tamaño de las partículas y de la temperatura. Se movilizan iones y moléculas pequeñas. No requiere de hidrólisis de ATP. Es mediado por proteínas transmembrana, canales y transportadores, en la difusión facilitada (Stanier y Villanueva, 1996).

TRANSPORTE ACTIVO El transporte activo es el proceso por el que la célula transporta material en contra de su gradiente de concentración, utilizando como fuente energética ATP. El ATP o adenosintrifosfato es la molécula orgánica que las células usan para realizar los procesos metabólicos (Stanier y Villanueva, 1996). Características: Se realiza a través de proteínas integrales de membrana. Es específico del soluto. Experimenta saturación, esto es, cuando todos los sitios de unión del soluto están ocupados, por más que se adicione más sustrato, el flujo se mantiene constante (Stanier y Villanueva, 1996).

Tipos de proteínas de transporte activo:

Bombas de ATP: Las bombas de ATP son proteínas encargadas del transporte activo que se encuentran en la membrana celular. Estas efectúan el paso del soluto de un lado a otro, acoplado a la hidrólisis del ATP, es decir, el ATP libera un grupo fosfato (PO43) y se transforma en ADP, o adenosindifosfato. Transportadores acoplados: El transporte de un ión o molécula es concomitante con otro soluto. En este caso, el soluto en mayor concentración de un lado de la membrana pasa al otro lado y promueve el movimiento del soluto de menor a mayor concentración. Los transportadores impulsados por gradientes iónicos se llaman también transporte activo secundario. Bombas activadas por luz: Predominante en bacterias y arqueas, este transporte de solutos se lleva a cabo de menor a mayor concentración gracias a la captación de energía lumínica (Stanier y Villanueva, 1996).

ENDOCITOSIS Es un término general para los distintos tipos de transporte activo que introducen partículas en una célula encerrándolas en vesículas de membrana plasmática. Existen variaciones de la endocitosis, pero todas siguen el mismo proceso básico. En primer lugar, la membrana plasmática de la célula se invagina (se pliega hacia adentro), formando un bolsillo alrededor de la partícula o partículas objetivo. Entonces, el bolsillo se desprende con la ayuda de proteínas especializadas y atrapa la partícula en una vesícula o vacuola recién creada dentro de la célula (Stanier y Villanueva, 1996).

EXOCITOSIS Las células deben ingerir ciertas moléculas, como los nutrientes, pero también deben liberar otras, como proteínas señalizadoras y productos de desecho, al exterior. La exocitosis (exo = externo, citosis = mecanismo de transporte) es una forma de transporte en masa en la que los materiales son transportados del interior al exterior celular por medio de vesículas cubiertas de membrana que se fusionan con la membrana plasmática (Stanier y Villanueva, 1996).

UNIONES CELULARES Las uniones celulares, o uniones intercelulares como también se les denomina, son puntos de contacto entre las membranas plasmáticas de las células o entre célula y matriz extracelular. La mayoría de las células epiteliales y algunas células musculares y nerviosas, están estrechamente asociadas en unidades funcionales Plasmodesmos: Las células vegetales, al estar rodeadas de pared celular, no están en contacto unas con otras mediante amplias extensiones de membrana plasmática como las células animales Uniones en hendidura: Funcionalmente, las uniones en hendidura de las células animales se parecen mucho a los plasmodesmos de las células vegetales: son canales entre células vecinas que permiten el transporte de iones, agua y otras sustancias (Lodish, 2005).

NOTICIA: ¿Cómo se modula la agregación de proteínas en las enfermedades amiloidógenas mediante las membranas biológicas? El destino de las proteínas con propiedades amiloidógenas depende críticamente de su entorno bioquímico inmediato. Sin embargo, el papel de las interfaces biológicas, como las superficies de las membranas, como promotoras de la agregación patológica de las proteínas amiloidógenas, está raramente estudiado y sólo se ha establecido para la proteína amiloide-β (Aβ) implicada en la enfermedad de Alzheimer, y la α-sinucleína en el parkinsonismo. La ocurrencia de la unión y el mal plegado de estas proteínas en las superficies de las membranas, es poco entendida, no al menos debido al carácter bidimensional de este evento. Claramente, la naturaleza de la vía de plegado de la proteína Aβ adsorbida sobre plantillas de agregación bidimensionales, debe ser fundamentalmente diferente de la situación tridimensional en solución. Aquí se resume la investigación actual y se centra en la función de las interfaces de membrana como plantillas de agregación para las proteínas amiloidógenas (e incluso las priónicas). Un aspecto importante será la relación entre las propiedades de la membrana y la asociación de proteínas y las consecuencias para los productos amiloidógenos. El otro aspecto se centrará en la comprensión general de las vías de plegado de proteínas en plantillas bidimensionales a nivel molecular. Por último, se demuestra la importancia potencial de la agregación mediada por la membrana para las proteínas amiloidógenas solubles no anfifáticas, utilizando la proteína SOD1 implicada en el síndrome de la esclerosis lateral amiotrófica (Aisenbrey, C. et. al, 2008).

REACCIONES REDOX

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Es aquella en la que la una El objetivo de la respiración celular molécula pierde electrones y se es captar esta energía en forma de oxida, mientras que otra molécula ATP (Shriver et al., 1998). gana electrónicas y se reduce (Shriver et al.,1998). La energía que se libera cuando los electrones se mueven a un estado energético más bajo se puede capturar y usarse para realizar otros trabajos (Shriver et al., 1998).

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ETAPAS DE LA RESPIRACIÓN AERÓBICA Glucólisis. Serie de reacciones en las que la glucosa se degrada a piruvato; con una ganancia neta de 2 moléculas de ATP; los átomos de hidrógeno se transfieren a los portadores; puede ocurrir anaeróbicamente. Formación de acetil CoA (en las mitocondrias). El piruvato se degrada y se combina con la coenzima A para formar acetil CoA; los átomos de hidrógeno se transfi eren a los portadores; se libera CO2 Ciclo del ácido cítrico (en las mitocondrias). Serie de reacciones en las que la parte acetil del acetil CoA se degrada a CO2; los átomos de hidrógeno se transfieren a los portadores; se sintetiza ATP. Transporte de electrones y quimiosmosis (en las mitocondrias). Cadena de varias moléculas de transporte de electrones; los electrones pasan a lo largo de la cadena; la energía liberada se utiliza para formar un gradiente de protones; el ATP se sintetiza a medida que los protones se difunden hacia abajo del gradiente; el oxígeno es el receptor final de electrones (Solomon et al., 2013).

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PRODUCCIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE OTROS NUTRIENTES Muchos organismos, incluyendo los seres humanos, dependen de otros nutrientes diferentes de la glucosa como fuente de energía. Por lo general, obtienen más energía mediante oxidación de ácidos grasos que por oxidación de la glucosa. Los aminoácidos derivados de la digestión de proteínas también se utilizan como moléculas de combustible. Estos nutrientes se transforman en uno de los intermediarios metabólicos que ingresan en la glucólisis o en el ciclo del ácido cítrico (Solomon et al., 2013). Los aminoácidos se someten a desaminación, y sus cadenas carbonadas se convierten en intermediarios metabólicos de la respiración aeróbica. Tanto el glicerol como los componentes de ácidos grasos de los lípidos se oxidan como combustible. Los ácidos grasos se convierten en moléculas de acetil CoA por el proceso de b-oxidación (Solomon et al., 2013).

RESPIRACIÓN ANAERÓBICA Y FERMENTACIÓN Respiración anaeróbica Se transfieren electrones de las moléculas de combustible a una cadena de transporte de electrones que se acopla a la síntesis de ATP mediante quimiosmosis; el aceptor final de electrones es una sustancia inorgánica tal como nitrato o sulfato, y no el oxígeno molecular (Solomon et al., 2013). Fermentación Es un proceso anaeróbico que no utiliza una cadena transportadora de electrones. Fermentación de alcohol Fermentación láctica (Solomon et al., 2013).

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NOTICIA: La eficacia de los antibióticos está vinculada a la respiración celular bacteriana Los tratamientos antibióticos bacteriostáticos y bactericidas dan lugar a dos resultados fenotípicos fundamentalmente diferentes: la inhibición del crecimiento bacteriano o, alternativamente, la muerte celular. La mayoría de los antibióticos inhiben procesos que son grandes consumidores de energía celular, lo que sugiere que el tratamiento antibiótico puede tener importantes consecuencias en el metabolismo bacteriano. La hipótesis es que los efectos metabólicos específicos de los antibióticos bacteriostáticos y bactericidas contribuyen a su eficacia general. Se provecharon los fenotipos opuestos de los fármacos bacteriostáticos y bactericidas en combinación para investigar su actividad. La inhibición del crecimiento por parte de los antibióticos bacteriostáticos se asoció con la supresión de la respiración celular, mientras que la muerte celular por parte de la mayoría de los antibióticos bactericidas se asoció con la aceleración de la respiración. En combinación, la supresión de la respiración celular por el antibiótico bacteriostático fue el efecto dominante, bloqueando la muerte bactericida. El perfil metabólico global del tratamiento con antibióticos bacteriostáticos reveló que la acumulación de metabolitos implicados en la actividad específica del fármaco estaba relacionada con la acumulación de metabolitos energéticos que alimentan la cadena de transporte de electrones. La inhibición de la respiración celular mediante la eliminación de las citocromo oxidasas fue suficiente para atenuar la letalidad bactericida, mientras que la aceleración de la respiración basal mediante el desacoplamiento genético de la síntesis de ATP del transporte de electrones dio lugar a la potenciación del efecto letal de los antibióticos bactericidas. Este trabajo identifica un vínculo entre la respiración celular inducida por antibióticos y la letalidad bactericida y demuestra que la actividad bactericida puede ser detenida por la respiración atenuada y potenciada por la respiración acelerada. Los datos demuestran en conjunto que los antibióticos perturban el estado metabólico de las bacterias y que el estado metabólico de las bacterias influye en la eficacia de los antibióticos (Lobritz, M. A. et. al, 2015).

FOTOSINTESIS

Es una secuencia de eventos donde la energía luminosa es convertida en energía química que se almacena en las moléculas orgánicas (Maloof, 2017). Autor: Andreas Levers, Fuente: https://www.flickr.com/photos/96dpi/34289 45496

COMPONENTES Espectro electromagnético Longitud de onda: es la distancia entre el pico de una onda y el de la próxima. Luz: provee la energía necesaria para que la planta realice la fotosíntesis. Cloroplastos: son los orgánulos celulares que en los organismos eucariotas fotosintetizadores, se encargan de realizar la fotosíntesis. Pigmentos: son los únicos que tienen la capacidad de absorber la energía de la luz solar y hacerla disponible para el aparato fotosintético (Maloof, 2017).

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Autor: Maky_Orel Fuente: https://pixabay.com/es/illustrations/lafotos%C3%ADntesis-3498260/ Fecha: 28 de junio de 2018

PROCESO FOTOSINTÉTICO

Fase luminosa Conversión de energía lumínica en energía química. Aquellas dependientes de luz (corresponde a la parte foto de la fotosíntesis) las reacciones dependientes de luz están asociadas con los tilacoides.

Fotofosforilación Membrana tilacoidal Fotólisis Produce El ATP y el NADPH son productos de las reacciones dependientes de luz (Maloof, 2017).

Simplificación de las reacciones fotoquímicas y biosintéticas de la fotosíntesis oxigénica. Fecha: 2 de mayo de 2013 Autor: Maulucioni Fuente: https://commons.wikimedia.org/wi ki/File:Reacciones_de_la_fotos%C3 %ADntesis.PNG

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Fase oscura Conversión de carbono inorgánico en moléculas orgánicas. Reacción de fijación de carbono (la parte síntesis de la fotosíntesis). Las reacciones de fijación de carbono no tienen una directa necesidad de luz (Maloof, 2017).

Ciclo de Calvin Estroma

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TIPOS DE PIGMENTOS

En las plantas terrestres hay dos clases de pigmentos fotosintéticos: las clorofilas y los carotenoides.

Carotenoides: absorben longitudes de onda de luz diferentes a las absorbidas por la clorofila, expandiendo el espectro de luz que proporciona energía para la fotosíntesis. Son antioxidantes que desactivan formas altamente reactivas del oxígeno generado en los cloroplastos. Clorofila A: que inicia las reacciones dependientes de luz en la fotosíntesis. Clorofila B: es un pigmento accesorio que también participa en la fotosíntesis (Campbell y Reece, 2006).

Elementos de infografía fotosíntesis biológica con conversión de energía luminosa esquema del ciclo de calvin plantas respiración celular colorido vector gratuito Autor: macrovector Fuente: https://www.freepik.es/vector -gratis/elementos-infografiafotosintesis-biologicaconversion-energia-luminosaesquema-ciclo-calvin-plantasrespiracion-celularcolorido_6847341.htm

REACCIÓN LUMÍNICA

Complejo antena Están organizadas con proteínas de unión a pigmentos en la membrana del tilacoide, en unidades. Funciona como un embudo, colectan los fotones y transfieren la energía hasta los centros de reacción (Campbell y Reece). Pigmentos accesorios Absorben la energía luminosa y la transfiere a través de las clorofilas, hasta el centro de reacción, donde una molécula especial de clorofila se excita y pierde un electrón de alta energía (Campbell y Reece, 2006).

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PROCESO FOTOSINTÉTICO

Fases del ciclo de Calvin (ruta C3)

1. Absorción de CO2: una molécula de CO2 reacciona con RuBP. Se cataliza por la enzima rubisco. El producto es de seis carbonos inestables, que inmediatamente se rompe en dos moléculas de PGA con tres carbonos cada uno. El carbono que originalmente fue parte de una molécula de CO2 ahora se hace parte de una cadena carbonada (Campbell y Reece, 2006).

Autor: Jay Hosler Fuente: http://www.jayhosler.com/jshblog/? p=937 Fecha: 9 de diciembre de 2019

2. Reducción de carbono: la energía y la potencia reducida del ATP y del NADPH se utilizan para convertir las moléculas de PGA a G3P. Por cada seis carbonos que entran al ciclo como CO2, seis carbonos pueden abandonar el sistema como dos moléculas de G3P, para ser empleadas en la síntesis de carbohidratos Campbell y Reece, 2006).

3. Regeneración de RuBP: Mediante una serie de 10 reacciones esos 30 carbonos y sus átomos asociados se reacomodan en seis moléculas de ribulosa fosfato, cada una de las cuales queda fosforilada por el ATP para producir RuBP Estas moléculas de RuBP inician el proceso de fijación de CO2 y otra vez la producción final de G3P (Campbell y Reece, 2006). Plantas C4 Es una serie de reacciones bioquímicas de fijación del CO₂ atmosférico en plantas (Campbell y Reece, 2006). Fuente: https://med.setodo.com/himiya/17166/index.html Fecha: 12 de enero de 2016

Plantas CAM Este tipo de fotosíntesis se conoce como metabolismo ácido de las crasuláceas debido al almacenamiento de dióxido de carbono por la noche como un ácido (Campbell y Reece, 2006).

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NOTICIA: Los increíbles animales que pueden llevar a cabo la fotosíntesis como las plantas Se pensaba que sólo las plantas podían producir clorofila, pero en años recientes los científicos han descubierto que hay animales que pueden también procesar la luz solar llevando a cabo simbiosis con algas. Uno de ellos es una babosa o liebre marina -que es verde- y curiosamente parece una hoja: es la Elysia chlorotica. La Elysia es capaz de vivir durante meses "alimentada" con luz solar, como si fuera una planta. "Pero la Elysia forma parte de un grupo específico de liebres de mar que están especializadas en robar cosas de otros organismos", explica Jordi Paps. La Elysia y otros miembros de este grupo "roban" los cloroplastos de las algas para incorporarlos en sus células digestivas. Pero hay otros animales que para llevar a cabo la fotosíntesis no roban sólo parte de las algas, sino las "secuestran" completas. "Ese es el caso de algunos corales", le explica a BBC Mundo Jordi Paps. "Lo que hacen es tener una simbiosis con las algas". "Las algas viven dentro de los corales y estos ofrecen protección a las algas de depredadores y de cambios medioambientales y las algas producen comida para los corales, igual que los cloroplastos lo hacen con las liebres marinas", señala. Pero todas estas criaturas son seres muy distantes para nosotros. Hay un vertebrado que es capaz de explotar la abundante fuente de energía del Sol para alimentarse: la salamandra moteada (Ambystima maculatum). Esta salamandra, un anfibio de la familia Ambustomatidae, también es capaz de mantener una relación simbótica con las algas. En este caso son los embriones de la salamandra los que se benefician de la fotosíntesis. Se ha demostrado que las algas viven en los huevos dentro de los embriones lo que sugiere que actúan como plantas de energía internas que generan alimento para las salamandras. El alga entra al huevo y allí el embrión desecha material con el que se alimenta el alga y, a su vez, el alga realiza fotosíntesis y libera oxigeno que el embrión absorbe. Los estudios han mostrado que los embriones que tienen más algas tienen más probabilidades de sobrevivir y desarrollarse más rápido que los que tienen pocas o ninguna alga. "Así la salamandra es el único ejemplo de vertebrado que tiene simbiosis. Esto se llama endosimbiosis (simbiosis dentro) y es porque las algas están dentro del cuerpo del animal", afirma el investigador (BBC News Mundo, 2021).

GLOSARIO Membrana celular: Estructura especializada que rodea a la célula y su ambiente interno; controla el moviemiento de sustancias hacia adentro/afuera de la célula Hidrofóbica: Molécula que repele el agua (“teme al agua”) Hidrofílica: Molécula que es atraída por el agua (“ama el agua") Anfipática: Molécula que tiene un extremo hidrofóbico y otro hidrofílico Fosfolípido: Lípido anfipático formado de glicerol, dos ácidos grasos y un grupo fosfato Bicapa de fosfolípidos: Una membrana biológica que tiene dos capas de fosfolípidos con sus colas apuntando hacia adentro Membrana semipermeable: Membrana que permite el paso de ciertas sustancias Citoplasma: Región celular situada entre la membrana plasmática y el núcleo, con los órganos celulares que contiene um: El micrómetro, micrón o micra es una unidad de longitud equivalente a una milésima parte de un milímetro. Su símbolo es µm Sistema: conjunto de órganos que intervienen en alguna de las principales funciones vegetativas Linajes: es una secuencia de especies que forman una línea directa de descendencia, siendo cada nueva especie el resultado directo de la evolución desde una especie ancestral inmediata.Son subconjuntos del árbol de la vida. Postulados: El principio que se admite como cierto sin necesidad de ser demostrado y que sirve como base para otros razonamientos. En ocasiones, la ciencia parte de una serie de postulados para elaborar las teorías científicas. Sintetizar: Proceso químico que permite obtener sustancias, que por lo general se dan también en la naturaleza, combinando sus componentes Homeostasis: La tendencia a mantener un ambiente interno estable y relativamente constante Nanómetro: unidad de longitud del Sistema Internacional de Unidades que equivale a una mil millonésima parte de un metro (1 nm = 10−9 m) o a la millonésima parte de un milímetro.

Homeostasis: Estado de equilibrio entre todos los sistemas del cuerpo que se necesitan para sobrevivir y funcionar correctamente Ósmosis: La ósmosis u osmosis es un fenómeno físico relacionado con el movimiento de un disolvente a través de una membrana semipermeable Difusión simple: Se denomina difusión simple al proceso por el cual se produce un flujo de moléculas a través de una membrana permeable sin que exista un aporte externo de energía Reticulo Endoplasmatico:es un orgánulo que se encuentra en el citoplasma de la célula eucariota Orgánulo: Es una estructura subcelular que lleva a cabo uno o más trabajos específicos en la célula, al igual que un órgano lo hace en el cuerpo. Homeostasis: es el mantenimiento de condiciones internas estables en un entorno cambiante. Las células individuales, así como los organismos, deben mantener la homeostasis para poder vivir. Difusión: proceso por el cual se produce un flujo de moléculas a través de una membrana permeable sin que exista un aporte externo de energía. Orgánulos: Un organelo u orgánulo es una estructura subcelular que lleva a cabo uno o más trabajos específicos en la célula, al igual que un órgano lo hace en el cuerpo. Endoplasma: Parte interior y más densa del citoplasma de la célula Multicelularidad: las células se unen haciendo una colonia Transducción de señales: es el proceso por el que una señal extracelular se traduce para crear una respuesta. Multicelularidad: las células se unen haciendo una colonia Pluricelularidad: se convierte en un tejido Pluricelular: es aquel que está constituido por dos o más células Transcripcional el término expresión génica se refiere al proceso mediante el cual la información codificada en un gen se transcribe en uno o varios ARN funcionales. ransducción el cual el ADN es transferido desde una bacteria a otra

Medio extracelular: consta de un compartimiento líquido en el cual las moléculas están disueltas, y una matriz de polisacáridos y proteínas que dan forma a los tejidos. Bicapa lipídica: es una delgada membrana polar formada por dos capas de moléculas de lípidos, estas membranas son láminas planas que forman una barrera continua alrededor de las células y sus estructuras. Hidrófilo: de la sustancia orgánica que se disuelve en el agua por existir afinidad entre ésta y ciertos grupos de sus moléculas. Enzimas: son proteínas complejas que producen un cambio químico específico en todas las partes del cuerpo. Difusión: consiste en el flujo neto de átomos, iones u otra especie dentro de un material, las partículas se mueven de una región de alta concentración a un área de baja concentración hasta obtener una distribución uniforme. Uniones intercelulares: son puntos de contacto entre las membranas plasmáticas de las células o entre célula y matriz extracelular. Plasmodesmos: cada una de las unidades continuas de citoplasma que pueden atravesar las paredes Permeable: que deja pasar agua u otros líquidos a través de sus poros. Fosfolípido: Lípido anfipático formado de glicerol, dos ácidos grasos y un grupo fosfato Membrablena semiperma: Membrana que permite el paso de ciertas sustancias Difusión: consiste en el flujo neto de átomos, iones u otra especie dentro de un material, las partículas se mueven de una región de alta concentración a un área de baja concentración hasta obtener una distribución uniforme. Uniones intercelulares: son puntos de contacto entre las membranas plasmáticas de las células o entre célula y matriz extracelular. Membrablena semiperma Membrana que permite el paso de ciertas sustancias

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