Diario Científico: Científicas en acción by marjoriehidalgo

Diario científico

Dulce María Valenzuela Arana María Fernanda Muñoz Ruiz Marjorie Nicolle Hidalgo Santos Karisha Elizabeth Ruano Alvarado Biología General I Carlos Salazar Sección B

7 de febrero al 17 de marzo

Biología Celular Grupo Científicas en Acción

Autores Dulce María Valenzuela Arana María Fernanda Muñoz Ruiz Marjorie Nicolle Hidalgo Santos Karisha Elizabeth Ruano Alvarado

Coordinadora

Secretaria

Marjorie Nicolle Hidalgo Santos

María Fernanda Muñoz Ruiz

Integrantes Dulce María Valenzuela Arana Karisha Elizabeth Ruano Alvarado

Índice Semana 4: Organización celular

La célula: Unidad básica de la vida Células procariotas y eucariotas Núcleo celular Orgánulos del citoplasma El citoesqueleto Cubiertas celulares

2 4 6 7 10 12

Semana 5: Membranas biológicas

Estructura de las membranas Funciones de las membranas Estructura y permeabilidad de la membrana celular Transporte pasivo Transporte activo Exocitosis y endocitosis Uniones celulares

14 15 16 18 19 21 22

Semana 6: Rutas de liberación de energía, el ATP

Reacciones redox Etapas de reacción aeróbica Producción de energía a partir de otros nutrientes Respiración anaeróbica y fermentación

Semana 7: Fotosíntesis

Luz y fotosíntesis Cloroplastos Fotosíntesis: Reacciones dependientes de la luz Fotosíntesis: Reacciones de fijación de carbono Glosario Referencias

25 28

33 34 36 37 39

Organización celular

Células de cebolla. De Laurararás, Dominio público. https://bit.ly/34mosH2

La célula Unidad básica de la vida La teoría celular es la parte fundamental y más relevante de la biología que explica la constitución de la materia viva base de células y el papel que tienen estás células en la constitución de la materia viva (Menéndez, 2014). A la teoría celular se llegó gracias a una serie de avances científicos que fueron ligados a la mejora de la calidad de los microscopios. En 1665, el científico Inglés, Robert Hooke, examinando una laminilla de corcho al microscopio, observó que estaba formada por pequeñas cavidades poliédricas a las que denominó células que significa "celdillas". Por esta circunstancia, se le considera como el descubridor de la célula (Menéndez, 2014).

Células caliciformes. Alfonso Mora, Dominio público. https://bit.ly/3Cq2lvP

El concepto moderno de la Teoría Celular se puede resumir en los siguientes principios: Todos los seres visvos están formados por células o por sus productos de secreción. La células es la unidad estrural de la materia viva y una célula puede ser suficiente para constituir un organismos (Menéndez, 2014). Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ella secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida (Menéndez, 2014).

3 Todas las células proceden de las células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula ex cellula). Es la unido de origen de todos los seres vivos (Menéndez, 2014). Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo del desarrollo y funcionamiento de un organismo de su especie (Menéndez, 2014). Esto hace referencia de que la célula es la unidad básica de la vida, para los postulados de la teoría celular, la célula es la unidad estructural, funcional y reproductora de los seres vivos. Depende de su tamaño, función y estructura, tendrá diversas clasificaciones.

Sin embargo se entiende que las células de ahora están constituidas por las células que ya existían anteriormente. La teoría celular y la evolución celular contribuye hacia lo que eran las células preexistentes, para comprender el estado evolutivo de la célula y cómo hubo una adaptación, teniendo un antepasado común y los cambios genéticos generados. La célula tiene dos tipos básicos, las procariotas y las ecuariotas, teniendo como una gran diferencia, la distribución de material genético.

El tamaño de las células y su esctructura defiere a los factores que resguardan a que varíe, siendo explicado y analizado en el siguiente video. https://www.youtube.com/watch? v=KZkeYK8nwGY

La célula

Procariota material genético mediante un tipo de reproducción, denominada conjugación (Hidden Nature, 2019). Esto se puede entender que son células simples las cuales no tienen un núcleo definido. Su material genético se mantiene libre en el citoplasma, es decir, el material que está dentro de la membrana plasmática.

Euglena gracilis. De naturalismo, Dominio público. https://bit.ly/3Mu1TS7

Las células procariotas constituyen a organismos simples, unicelulares y que carecen de membrana que rodee al núcleo para separarlo del citoplasma. Estos organismos son tan sencillos y pequeños, que seguramente los primeros microorganismos que aparecieron en la Tierra tuvieran características parecidas a las bacterias actuales, que a su vez son un ejemplo de célula procariota. Son tan pequeños que se podrían comparar con el tamaño de una mitocondria. Algunas procariotas pueden moverse por si mismos, gracias a la presencia de unas estructuras llamadas flagelos, pili o fimbrias. Si bien los flagelos se usan para la locomoción, los pili suelen estar implicados en el intercambio de

Los resultados de Woese mostraron que hay dos grupos distintos de los procariotas. Él estableció el nivel de dominio de la taxonomía y asignó los procariotas en dos dominios: Bacteria y Archaea (Solomon, 2013)

Conoce un poco más los conceptos básicos de la célula procariota en está página, donde también puedes realizar las actividades dadas y así poner en práctica lo que has leído. https://www.juntadeandalucia.es/averroes/centrostic/18009389/moodle2/pluginfile.php/520/mod_resource/content/1/La_c_lula _1/31_la_clula_procariota.html

La célula

Eucariota

Todos los otros organismos se caracterizan por sus células eucariotas. En general estas células contienen diversos orgánulos delimitados por membranas, incluyendo un núcleo, que alberga el ADN (Solomon, 2013). Los eucariontes, organismos con células eucariotas, se clasifican en el dominio Eukarya. El trabajo de Woese fue ampliamente aceptado a mediados de la década de 1990. Los protistas (por ejemplo, los hongos mucilaginosos, las amebas, y los ciliados) son unicelulares, coloniales u organismos multicelulares simples que tienen una organización de células eucariotas. El mundo protista, del griego “el primero”, refleja la idea de que los protistas fueron los primeros eucariotas en evolucionar (Solomon, 2013). Son aquellas cuyo material genético está dentro de su núcleo, el cual es una estructura rodeada y cubierta que procura separar el citoplasma del núcleo. Sus organelos son mucho más complejos, lo que permite tener mejores funciones específicas. Un ejemplo de algunas células eucariotas son las células animales y vegetales. Existe una teoría donde explica que las células eucariotas evolucionaron de las células fagocitadas, en la TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA Puedes ampliar tu información sobre la teoría endosimbiótica en el siguiente artículo y así comprender desde ese punto el origen de algunos organelos y ver los argumentos a favor de esta teoria, propuesta por Lynn Margulis en 1967, pionera de la biología evolutiva. https://www.asturnatura.com/articulos/organulosenergeticos/autonomia-mitocondria-cloroplasto.php

PARAMECIUM BURSARIA, De proyecto agua Dominio público. https://bit.ly/3Mq9elw

Núcleo

Celular El núcleo es una de las estructuras que caracteriza a las células eucariotas. Es el compartimento donde se encuentra el ADN y toda la maquinaria necesaria para ReceptordevitaminaD, De Posible2006. Dominio público. https://bit.ly/3pIxuG0 transcribir su información a ARN. Normalmente aparece un solo núcleo por célula, aunque en algunos casos hay más de uno, como ocurre en los osteoclastos, en las fibras musculares esqueléticas o en los epitelios de algunos invertebrados. La forma nuclear suele ser redondeada y adaptada a la forma celular, aunque no siempre es así y puede ser muy variable. Por ejemplo, los neutrófilos de la sangre poseen núcleos multilobulados. La localización habitual del núcleo es en el centro de la célula , pero también puede situarse en otras posiciones más periféricas. Así, en las células secretoras se puede localizar en la parte basal de la célula y en las musculares esqueléticas se dispone en las proximidades de la membrana plasmática (Megias, 2019).

Estructura del núcleo de la célula eucariota, De Alejandro Porto. Dominio público. https://bit.ly/3HLuH4U

En concordancia con lo anterior el núcleo almacena toda la información genética, regula el funcionamiento de acuerdo a la célula. En el interior del núcleo está formado por ADN y ARN, nucleótidos, proteínas, aminoácidos y azúcares. El núcleo está unido a la membrana celular que contiene los cromosomas celulares. Los cromosomas se fabrican dentro del núcleo celular. El conjunto de genes de esos cromosomas se denomina genoma nuclear. Se encuentra en las células eucariotas La función del núcleo es mantener la integridad de esos genes y controlar las actividades celulares regulando la expresión genética. Por ello se dice que el núcleo es el centro de control de la célula.

Orgánulos

del citoplasma Los orgánulos citoplasmáticos son estructuras de la célula que se encuentran en el citoplasma de las mismas, de manera más habitual en las células eucariotas. En las células procariotas, comúnmente llamadas bacterias, escasean los orgánulos. Mientras que en las células eucariotas hay seis tipos diferentes

Ribosomas

de orgánulos, en las células procariotas encontramos solo uno, los ribosomas. (Miguel, 2021) Todas las células no contienen los mismos orgánulos, sino que la presencia y abundancia de estos en la célula depende de la función en la que esté especializada la célula (Miguel, 2021).

Son partículas de pequeño tamaño formadas por ARN y proteínas. Se componen de dos subunidades. La formación de la subunidad de menor tamaño se debe a la llegada de proteínas ribosomales al nucléolo, que sería la parte de la célula donde se fabrica el ARNr, es decir, el ARN Retículo endoplásmico. De Bruce Blaus ribosómico (ya que como Dominio público. https://bit.ly/3hR2HSZ sabemos existen tres tipos diferentes de ARN). Cuando la parte de menor tamaño se ha formado, se traslada al citoplasma de la célula uniéndose al ARNm (ARN mensajero). Posteriormente, se unen las dos unidades y el ribosoma quedaría completamente formado. Los ribosomas permanecen pegados a la membrana del retículo endoplasmático rugoso o bien en el citoplasma. Estos orgánulos se encuentran tanto en células procariotas como eucariotas (Miguel, 2021)

Lisosomas

Son vesículas de pequeño tamaño formadas por una membrana que incluyen enzimas hidrolíticas, necesarias para la función que los lisosomas tienen en la célula y que veremos en el siguiente apartado. Se forman en el aparato de Golgi, y algunas de las enzimas que contienen se forman en los ribosomas (Miguel, 2021).

Lisosoma. De Alejandro Porto. Dominio público. https://bit.ly/3ClQu1U

Vacuolas y vesículas

Estos orgánulos tienen forma de saco o bolsa. Están formados por una membrana y se producen o bien en el retículo endoplasmático o bien con membrana de la membrana plasmática de la célula. La diferencia entre vacuolas y vesículas es principalmente su tamaño, ya que las vacuolas son más grandes que las vesículas. Generalmente las vacuolas se encuentran en las células vegetales, y debido a su gran tamaño y la posición central que ocupan en ellas, desplazan el núcleo de las mismas a una esquina; mientras que las vesículas son de menor tamaño (son como esferas) y por lo tanto son más numerosas, se encuentran en las células animales (Miguel, 2021).

Aparato de golgi Es un conjunto de vesículas que componen un sistema membranoso formado por sacos aplanados, a los que se les llaman cisternas. Estas cisternas se encuentran en contacto con el retículo endoplasmático y a su vez están intercomunicadas entre sí (Miguel, 2021). Aparato de Golgi. De Kevinsong. Dominio público. https://bit.ly/3MIIZqT

Retículo endoplasmático Es una red de membranas que está formada por un conjunto de sacos aplanados y de conductos tubulares interconectados. Se divide en dos tipos: si lleva adosados ribosomas recibe el nombre de rugoso, y si carece de ellos se llama liso. Las membranas que forman el retículo endoplasmático rugoso se conectan con la membrana del núcleo de la célula (Miguel, 2021).

Mitocondria

Son orgánulos que tienen una forma esférica y alargada, con una doble membrana. Las mitocondrias proceden por división de mitocondrias que ya existían anteriormente, por lo que poseen su propio ADN independiente del núcleo. Al estar formadas por una doble membrana existe entre ambas un espacio o cápsula externa. La membrana interna posee repliegues hacia el interior, Mitocondrias. De Bruce Blaus denominados crestas. En el Dominio público. https://bit.ly/3tCF4mC interior de la mitocondria se encuentra la matriz (que se asemejaría al citoplasma de la célula), en la que hay gránulos, ADN (Miguel, 2021). Observa y analiza la siguiente infografía basada en la estrecutura celular y así puedes identificar a mayor rasgo los orgánulos de la célula. https://www.udocz.com/apunt es/208545/infografiaestructura-celular

El citoesqueleto El citoesqueleto, una densa red de fibras de proteína, proporciona a las células su resistencia mecánica, su forma y su capacidad para moverse. El citoesqueleto también participa en la división celular y en el transporte de materiales dentro de la célula (Solomon, 2013). El citoesqueleto es muy dinámico y está en continuo cambio. Su armazón está constituido por tres tipos de filamentos de proteína: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios. Tanto microfilamentos como microtúbulos están formados por subunidades de proteínas globulares (en forma de perlas) que se pueden ensamblar y desensamblar rápidamente. Los filamentos intermedios están formados por subunidades de proteínas fibrosas y son más estables que los microtúbulos y los microfilamentos (Solomon, 2013).

Todas las fibras que contiene el citoesqueleto ayudan en dar soporte a la célula, siendo un conjunto del citoplasma, El citoesqueleto también sirve como anclaje para algunos orgánulos donde también ayuda en la división celular.

Microtúbulos Los microtúbulos, los filamentos más gruesos del citoesqueleto, son rígidos, tienen forma de cilindros huecos con un diámetro externo de aproximadamente 25 nm y hasta varios micrómetros de longitud. Además de tener una función estructural en el citoesqueleto, son extremadamente adaptables y están implicadas en el movimiento de los cromosomas durante la división celular. Sirven como vías de transporte para otras varias clases de movimiento intracelular y son los principales componentes estructurales de cilios y flagelos, estructuras especializadas utilizadas en determinados movimientos celulares (Solomon, 2013).

Citoesqueleto. De Alicia Avelino Dominio público. https://bit.ly/3MAltvR

11 Los microtúbulos consisten en dos formas de la proteína tubulina: tubulina-a y tubulina-b. Estas proteínas se combinan para formar un dímero. Un microtúbulo se alarga a medida que se agregan dímeros de tubulina. Los microtúbulos se acortan y desensamblan al retirar dímeros, que se reciclan para formar nuevos microtúbulos. Cada microtúbulo tiene polaridad y sus dos extremos se conocen como extremo más y extremo menos. El extremo más, se alarga con mayor rapidez (Solomon, 2013).

Microfilamentos De los tres tipos de fibras de proteína del citoesqueleto, los microfilamentos son los más delgados. 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. Los filamentos de actina tienen direccionalidad, lo que significa que sus extremos tienen diferente estructura (Khanacademy, 2015).

El citoesqueleto es muy complejo y lleva muchas actividades importantes en la célula, mira este video para tener el mayor detalle de los movimientos de microfilamentos y filamentos. https://youtu.be/hV4GLu GSEr4 Microtubulo. De Sanado 2.0 Dominio público. https://bit.ly/3vObg9b

Hemidesmosoma. De Miguelferig Dominio público. https://bit.ly/3CorbMO

Cubiertas

celulares

La mayoría de las células eucariotas está rodeada por un glucocálix o cubierta celular, formada por cadenas laterales de polisacáridos de proteínas y lípidos que forman parte de la membrana plasmática. El glucocálix protege la célula y puede ayudar a separarla de otras células. Ciertas moléculas del glucocálix permiten a las células reconocerse entre sí, establecer contacto y, en algunos casos, adherirse a otras células o asociarse con ellas para comunicarse. Otras moléculas de la cubierta celular contribuyen a la resistencia mecánica de los tejidos multicelulares (Solomon, 2013). Muchas células animales también están rodeadas por una matriz extracelular (ECM) que ellas mismas secretan. Está formada por un gel de hidratos de carbono y proteínas fibrosas (Solmon, 2013). Las células de la mayoría de bacterias, arqueas, hongos y vegetales están rodeadas por una pared celular. Las células vegetales tienen gruesas paredes celulares que contienen pequeñas fibras compuestas del polisacárido celulosa. Las paredes celulares proporcionan apoyo estructural, protegen a las células vegetales de organismos patógenos y ayudan a evitar un acúmulo excesivo de agua en las células para que no estallen (Solomon, 2013). Amplia tú conocimiento sobre la pared celular y su composición en el siguiente artículo.

Pared celular vegetal. De Mariana Ruiz Villareal. Dominio público https://bit.ly/37cgcdU

http://mmegias.webs.u vigo.es/5celulas/ampliaciones/ 2-pared-celular.php

Membranas Biologicas

Estructuras de las membranas Cada célula está rodeada por una membrana plasmática que físicamente la separa del mundo exterior y la define como una entidad distinta. Mediante la regulación del paso de materiales dentro y fuera de la célula, la membrana plasmática ayuda a mantener un entorno interno que sustenta la vida (Solomon 2013).

Uniones celulares. Wikipedia Commons. Dominio público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/98/Acu aporina.jpg

Las membranas tienen propiedades que les permiten realizar muchas funciones vitales. Regulan el paso de materiales, dividen la célula en compartimentos, sirven como superficies para reacciones químicas, se adhieren y comunican con otras células, y transmiten señales entre el medio ambiente y el interior de la célula. Las membranas también son una parte esencial del sistema de transferencia y almacenamiento de energía (Solomon 2013).

Funciones de las membranas Las membranas celulares tienen propiedades únicas que permiten a los orgánulos con membranas realizar una amplia variedad de funciones. Por ejemplo, las membranas celulares nunca tienen extremos libres o sueltos. Como resultado, un orgánulo membranoso siempre contiene al menos un espacio o compartimento interno cerrado (Solomon 2013). Las membranas sirven como importantes áreas de trabajo celular. Por ejemplo, muchas reacciones químicas en las células son realizadas por las enzimas que están unidas a las membranas. Ya que las enzimas que realizan pasos sucesivos de una serie de reacciones químicas se organizan en conjunto en una región de la membrana, cierta serie de reacciones químicas se producen con mayor rapidez (Solomon 2013).

Las membranas permiten a las células almacenar energía. La membrana sirve como una barrera que es de cierta manera análoga a una presa en un río. Como se analizará en el Hay tanto una diferencia de carga eléctrica como una diferencia de concentración en los dos lados de la membrana (Solomon 2013).

Funciones de las membranas celulares. IStock, membranas celulares. Dominio público https://media.istockphoto.com/vectors/cell-membranevector-id509862902

Estructura y permeabilidad de la membrana celular La célula es una estructura constituida por tres elementos básicos: membrana plasmática, citoplasma y material genético (ADN). Las células tienen la capacidad de realizar las tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción (La célula. Estructura y función - hiru, s. f.).

Estructura de las menbranas. Wikipedia Commons. Dominio públicohttps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4f/Protein as_de_membrana.jpg

Membrana plasmática: constituida por una bicapa lipídica en la que están englobadas ciertas proteínas. Los lípidos hacen de barrera aislante entre el medio acuoso interno y el medio acuoso externo. El citoplasma: abarca el medio líquido, o citosol, y el morfoplasma (nombre que recibe una serie de estructuras denominadas orgánulos celulares). El material genético: constituido por una o varias moléculas de ADN. Según esté o no rodeado por una membrana, formando el núcleo, se diferencian dos tipos de células: las procariotas (sin núcleo) y las eucariotas (con núcleo). Las células eucariotas, además de la estructura básica de la célula (membrana, citoplasma y material genético) presentan una serie de estructuras fundamentales para sus funciones vitales El sistema endomembranoso: es el conjunto de estructuras membranosas (orgánulos) intercomunicadas que pueden ocupar casi la totalidad del citoplasma. Orgánulos transductores de energía: son las mitocondrias y los cloroplastos. Su función es la producción de energía a partir de la oxidación de la materia orgánica (mitocondrias) o de energía luminosa (cloroplastos). Estructuras carentes de membranas: están también en el citoplasma y son los ribosomas, cuya función es sintetizar proteínas; y el citoesqueleto, que da dureza, elasticidad y forma a las células, además de permitir el movimiento de las moléculas y orgánulos en el citoplasma. El núcleo: mantiene protegido al material genético y permite que las funciones de transcripción y traducción se produzcan de modo independiente en el espacio y en el tiempo(La célula. Estructura y función - hiru, s. f.).

17 Una membrana es permeable a una sustancia dada si permite que la sustancia pase a través de ella y es impermeable si no lo hace. La estructura del mosaico fluido de las membranas biológicas les permite funcionar como membranas de permeabilidad selectiva o semipermeables, dejando que algunas, pero no todas, las sustancias pasen a través de ellas. En respuesta a las diversas condiciones ambientales o las necesidades de la célula, una membrana puede ser una barrera para una sustancia par ticular en un momento y promover activamente su paso en otro momento. Mediante la regulación del tráfico químico a través de su membrana plasmática, una célula controla su volumen y su composición interna iónica y molecular. Esta regulación permite que la composición molecular de la célula sea bastante diferente a la de su entorno externo.

Las membranas semipermeables existen sobre todo en las células y en el tracto digestivo de animales. Una membrana semipermeable consiste de una bicapa fosfolípidica, esencialmente significando que un grupo de fosfolípidos (consistiendo en una cabeza de fosfato y 2 colas ácido-graso), se arregla a sí mismos en una doble-capa, con las cabezas de fosfato hidrofílicos expuestos al contenido de agua fuera y dentro de la célula, mientras que las colas hidrofóbicas del ácido-graso se ocultan en el interior. La bicapa fosfolípidica es la más permeable a los solutos sin cambios pequeños. Los canales de proteína flotan a través de los fosfolípidos, y colectivamente, este modelo es conocido como modelo de mosaico fluido.(Membrana_semipermeable, s. f). Puedes conocer de mejor manera las estructuras celulares en el siguiente link https://www.cancerquest.org/es/bi ologia-del-cancer/estructura-dela-celula#1

Membranas permeables. Lifeder Dominio público https://www.lifeder.com/wpcontent/uploads/2019/08/Semipermeable_membrane.svg.png

Modelo de mosaico fluido El modelo aceptado actualmente para la estructura de la membrana plasmática, llamado modelo de mosaico fluido, fue propuesto por primera vez en 1972. Este modelo ha evolucionado con el tiempo, pero todavía proporciona una buena descripción básica de la estructura y el comportamiento de las membranas en muchas células (Solomon 2013)

Los principales componentes de la membrana plasmática son los lípidos (fosfolípidos y colesterol), las proteínas y grupos de carbohidratos que se unen a algunos de los lípidos y proteínas.

Transporte pasivo El transporte pasivo no requiere que la célula gaste energía metabólica. Muchos iones y moléculas pequeñas se mueven a través de las membranas por difusión. Hay dos tipos de difusión, la difusión simple y la difusión facilitada. (solomon 2013) Se distinguen tres tipos de transporte pasivo: osmosis, difusión simple y difusión facitada (Solomon 2013). Osmosis Es el paso de agua a través de la membrana plasmática. En las células, el flujo de agua se realiza desde un medio con menor concentración de solutos hacia un medio con mayor concentración de solutos (Solomon 2013). Difusión simple Es el paso, a través de la membrana plasmática, de pequeñas moléculas sin carga solubles en la bicapa lipídica, tales como algunos gases (oxígeno y dióxido de carbono). Para que una molécula se difunda a través de la membrana es necesario que exista una diferencia de concentración entre el medio externo y el interno. (Blog de biología 2016)

Difusión facilitada Existen moléculas como aminoácidos, glucosa y pequeños iones que, por sus características químicas y de tamaño, no pueden difundirse a través de la bicapa lipídica y requieren de proteínas transportadoras para su difusión. Las proteínas transportadoras se encuentran inmersas en la membrana plasmática y pueden ser de dos tipos: canales proteicos, formados por proteínas que generan un canal en la membrana, y permeasas, que son proteínas que al unirse a la molécula a transportar, cambian su forma llevándolas hacia el interior de la célula (Solomon, 2013)

Transporte activo Un sistema de transporte activo puede bombear materiales de una región de baja concentración a una región de alta concentración. La energía almacenada en el gradiente de concentración además de no estar disponible para el sistema, trabaja contra ella. Por esta razón, la célula necesita alguna otra fuente de energía. En muchos casos, las células utilizan energía del ATP directamente. Sin embargo, el transporte activo puede ser acoplado al ATP indirectamente. En el transporte activo indirecto, un gradiente de concentración proporciona la energía para el cotransporte de alguna otra sustancia, tal como un ion.

El sistema de transporte activo bombea sustancias contra sus gradientes de concentración Uno de los ejemplos más destacado de mecanismo de transporte activo es la bomba de sodio-potasio que se encuentra en todas las células animales Esta bomba es un transportador ABC, una proteína de transporte específico en la membrana plasmática. Utiliza energía del ATP para bombear iones de sodio fuera de la célula y iones de potasio dentro de la célula (Solomon 2013).

Facilitated diffusion. Wikipedia Connmons Dominio público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6b/Blausen_0394_Facilitated_Diffusio n.png/350px-Blausen_0394_Facilitated_Diffusion.png

El intercambio es desigual: en general sólo dos iones de potasio son importados por cada tres iones de sodio exportados. Ya que estos gradientes de concentración particulares implican iones, un potencial eléctrico (separación de cargas eléctricas) se genera a través de la membrana, es decir, la membrana está polarizada Tanto los iones de sodio como los de potasio están cargados positivamente, pero debido a que hay menos iones de potasio en el interior con respecto a los iones de sodio de afuera, el interior de la célula está cargada negativamente con respecto al exterior. La distribución desigual de iones establece un gradiente eléctrico que impulsa a los iones a través de la membrana plasmática. Las bombas sodio-potasio ayudan a mantener una separación de cargas a través de la membrana plasmática. Esta separación se llama un potencial de membrana. Ya que hay tanto una diferencia de carga eléctrica como una diferencia de concentración en los dos lados de la membrana, el gradiente se llama un gradiente electroquímico. Estos gradientes almacenan energía que se utiliza para impulsar otros sistemas de transporte. Así que lo importante es el gradiente electroquímico producido por las bombas de algunas células (como las células nerviosas) gastan más del 25% de su energía total disponible sólo para alimentar este sistema de transporte . Las bombas de sodio-potasio (así como todas las otras bombas potenciadas por ATP) son proteínas transmembrana que se distribuyen alrededor de la membrana. Al experimentar una serie de cambios conformacionales, las bombas intercambian el sodio por el potasio a través de la membrana plasmática. A diferencia de lo que ocurre en la difusión facilitada, por lo menos uno de los cambios conformacionales en el ciclo de la bomba requiere energía, que proporciona el ATP. La forma de la proteína bomba de sodio potasio cambia en el ciclo, cuando un grupo fosfato del ATP primero se une a ella y posteriormente es retirado.

20 La forma de la proteína bomba de sodio potasio cambia en el ciclo, cuando un grupo fosfato del ATP primero se une a ella y posteriormente es retirado. El uso de potenciales electroquímicos para el almacenamiento de energía no se limita a las membranas plasmáticas de las células animales. Las células de bacterias, hongos y plantas utilizan proteínas transportadoras, conocidas como bombas de protones, para transportar activamente los iones de hidrógeno (que son protones) fuera de la célula. Estas bombas de membrana potenciadoras-ATP transfi eren protones del citosol hacia el exterior (Solomon 2013).

Transporte de menbrana. Wikipedia Commons Dominio público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/98/Membran eTransport.jpg

Para conocer las diferencias entre el transporte activo y pasivo entra al siguiente link https:///youtu.be/ yzkohlVwaB8

Exocitosis y endocitosis En la exocitosis, las vesículas exportan grandes moléculas

En la endocitosis, la célula importa materiales

En la exocitosis, una célula expulsa productos de desecho, o productos de secreción como las hormonas, mediante la fusión de una vesícula con la membrana plasmática. Conforme el contenido de la vesícula se libera de la célula, la membrana de la vesícula secretora se integra a la membrana plasmática. Éste es el mecanismo principal por el cual la membrana plasmática aumenta de tamaño (8olomon 2013).

En la endocitosis, los materiales son incorporados en la célula. Varios tipos de mecanismos de endocitosis operan en los sistemas biológicos, incluyendo la fagocitosis, pinocitosis y la endocitosis mediada por un recepto (8olomon 2013).

En la pinocitosis significa Exocitosis y endocitosis bebiendo, En la fagocitosis significa células comiendo, la célula ingiere partículas grandes de sólidos como alimento o bacterias . Algunos protistas ingieren alimentos por fagocitosis. Diferentes tipos de células de vertebrados, incluidos ciertos leucocitos, ingieren bacterias y otras partículas por fagocitosis. Durante la ingestión, los pliegues de la membrana plasmática encierran la célula o partícula. Cuando la membrana rodea la partícula, se fusiona en el punto de contacto, formando una vacuola. La vacuola puede entonces fusionarse con los lisosomas, que degradan el material ingerido (8olomon 2013).

células

la célula toma los materiales disueltos. Pequeñas gotas de fluido son atrapadas por los pliegues de la membrana plasmática, atrapándolas dentro del citosol en forma de vesículas pequeñas. Conforme el contenido del fl uido de estas vesículas se transfiere en forma lenta en el citosol, las vesículas se vuelven progresivamente más pequeñas(8olomon 2013).

Endocitosis.WikipediaCommons.Dominio público. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/39/Tipos_de_endocitosis .svg/412px-Tipos_de_endocitosis.svg.png

Conoce las diferencias y similitudes de la exocitosis y endocitosis al siguiente link: http://www.newscourier.com/immunology /articles/endocytosis-and-exocytosisdifferences-and-similarities-334059

Uniones celulares Las células en estrecho contacto entre sí desarrollan típicamente uniones intercelulares especializadas. Estas estructuras pueden permitir que las células vecinas formen conexiones fuertes entre sí, impedir el paso de materiales, o establecer una comunicación rápida entre las células adyacentes. Existen varios tipos de uniones que conectan las células animales, como las uniones de anclaje, uniones estrechas y uniones en hendidura. Las células vegetales están conectadas por los plasmodesmo. Las uniones de anclaje conectan las células de una lámina epitelial incluyen desmosomas y uniones adherentes; se encuentran entre las células que forman una lámina de tejido. Los desmosomas son como puntos de soldadura de las células adyacentes animales. Las uniones adherentes están formadas por cadherinas, proteínas transmembrana que mantienen pegadas a las células. Las uniones estrechas sellan los espacios intercelulares entre algunas células animales Las uniones estrechas u ocluyentes literalmente son áreas entre las membranas de células adyacentes conectadas estrechamente. Las uniones en hendidura están compuestas de la proteína conexina, forman canales que permiten la comunicación entre el citoplasma de las células animales adyacentes. Los plasmodesmos son canales que conectan las células vegetales adyacentes. Las aberturas en las paredes celulares permiten a las membranas plasmáticas y al citosol ser continuos; ciertas moléculas y iones pueden pasar de una celda a otra (Solomon 2013).

Uniones celulares. Wikipedia Commons. Dominio público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3d/Cell_junctions-es.png

Rutas de liberación de energía

Reacciones Redox La mayoría de las eucariotas y las procariotas realizan la respiración aeróbica, una forma de respiración celular que requiere oxígeno molecular (O2). Durante la respiración aeróbica, los nutrientes se catabolizan en dióxido de carbono y agua. La mayoría de las células utilizan la respiración aeróbica para obtener energía de la glucosa, que entra en la célula a través de una proteína de transporte específica, en la membrana plasmática (Solomon et. al., 2013). 6 CO2 + 12 H2O + energía (ATP)

C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

Si se analiza esta reacción resumida, parece que el CO2 se produce por la eliminación de átomos de hidrógeno de la glucosa. A la inversa, el agua parece estar formada del oxígeno que acepta los átomos de hidrógeno. Debido a que la transferencia de átomos de hidrógeno es equivalente a la transferencia de electrones, esto es una reacción redox en laque la glucosa se oxida y el oxígeno se reduce (Solomon et. al., 2013).

La respiración aeróbica incluye una serie de reacciones redox en las que los electrones asociados con los átomos de hidrógeno de la glucosa se transfieren al oxígeno en una serie de etapas. Durante este proceso, la energía libre de los electrones se acopla a la síntesis de ATP (Solomon et. al., 2013).

Figura que representa el mecanismo asociativo y redox del cambio de gas de agua. De Zwickipedia, Dominio público, https://images.app.goo.gl/hgcPMxTncPvKPRLx5

Para conocer más el tema de reacciones redox, además de como apreciarla y comprenderla de forma química puede observar el siguiente video: https://www.youtube.com/watch? v=zDJxef4ksqk

Respiración Celular 1. Glucolisis Cuando una molécula de glucosa de 6 carbonos se degrada en 2 moléculas de piruvato de 3 carbonos y se generan 2 moléculas de ATP y 2 NADH. Todo esto sucede en el citosol. Al producir los 2 ATP y los 2 NADH se hace fosforilación a nivel de sustrato que consiste en que una enzima, siempre está disponible, cataliza el sustrato, en este caso una molécula glucosa con el fosfato, luego reacciona con una

Esquema del catabolismo de aminoácidos: transaminación y desaminación oxidativa. De Alejandro Porto, dominio público, https://images.app.goo.gl/yFQDRND5UWE93oA27

enzima que la transforma en una fructosa fosfato que es altamente inestable que tiende a revertirse en glucosa fosfato, pero que al reaccionar rápidamente con un ATP para crear una fructosa difosfato, es más estable. que con ciertas transformaciones se convierten en moléculas de 3 carbonos un DHAP (luego con una enzima se transforma en PGAL) y un PGAL, dando 2 PGAL. Dos moléculas de PGAL que son aseguradas con dos NAD+ reaccionan con una enzima para formar dos NADH y 2 DPGA que aceptan a un fosfato, rápidamente un ADP se une con un fosfato de DPGA, dejándolo como un 2 PGA. El fosfato, su enlace queda débil, se une con un ADP que suelta dos moléculas de Agua dejando así a dos Piruvato (Solomon et. al., 2013).

2. formación del Acetil Co A Al entrar el piruvato, en la procariota en el citosol, pero vamos a hablar de la célula eucariota en especial la animal, en una membrana externa de una mitocondria, que al combinarse con una coenzima A se oxida grupos de dos carbonos , el acetato, formando el Acetil CoA y luego en dos electrones y un átomo de hidrógeno que el NAD+ los acepta dando así el NADH, y finalmente se desecha 2 CO2, todo se produce en presencia de oxígeno (aeróbica). Cuando no hay oxígeno (anaeróbica) presente se produce la fermentación, obteniendo ya sea alcohol o el lactato. Al terminar este proceso funciona como combustible para el ciclo del ácido cítrico (Solomon et. al., 2013).

Pyruvate_dehydrogenase_complex_reaction. De akane700, Dominio público, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b2/Pyruvate_dehydrogenase_complex_reaction.PNG

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3. El Ciclo de Krebs

El citrato entonces pasa por una serie de transformaciones químicas, perdiendo primero uno y después un segundo grupo carboxilo en forma de CO2. Un ATP se forma por un grupo acetilo por fosforilación a nivel del sustrato. La mayor parte de la energía proporcionada por los pasos oxidativos del ciclo se transfiere como electrones ricos en energía al NAD+, formando NADH. Por cada grupo acetilo que entra en el ciclo del ácido cítrico, se producen tres moléculas de NADH. Los electrones se transfieren también al receptor de electrones FAD, formando FADH2. En el avance del ciclo del ácido cítrico, dos moléculas de CO2 y el equivalente de ocho átomos de hidrógeno (8 protones y 8 electrones) se eliminan, formando tres NADH y un FADH2 (Solomon et. al., 2013). Puede preguntarse por qué se generan más equivalentes de hidrógeno por estas reacciones que las que ingresaron al ciclo con la molécula de acetil CoA, estos átomos de hidrógeno provienen de las moléculas de agua que se agregaron durante las reacciones del ciclo.

Las cantidades de CO2 producidas por los dos átomos de carbono del grupo acetilo que entraron al ciclo del ácido cítrico. Al final de cada ciclo, el oxalacetato de cuatro carbonos ha sido regenerado, y continúa el ciclo. (Solomon et. al., 2013)

27 de ADP , y cada vez que ingresan a unos se van oxidando dando así el llamado proceso de la fosforilación oxidativa que su aceptor final que es el oxígeno (Solomon et. al., 2013).

Pyruvate_dehydrogenase_complex_reaction. De akane700, Dominio público, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b2/Pyruvate_dehydrogenase_complex_reaction.PNG

Ciclo del ácido cítrico, De Narayanese et. al, Domino público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/13/Citric_acid_cycle_with_aconitate_2-es.svg

4. Transporte de electrones y quimiosmosis

Son todos los electrones que fueron aceptados ya sea principalmente por el NAD+ y menos por el FADH2, en los procesos de glucólisis, la formación del acetil CoA y el ciclo de Krebs. Todos lo compuestos reducidos entran a complejos específicos dependiendo de que compuestos reducidos, que están compuestos por los electrones de los hidrógenos, produciendo así energía suficiente para producir el ATP, que viene de la fosforilación

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Resultados La respiración aeróbica de una molécula de glucosa produce un máximo de 36 a 38 ATP (Solomon et. al., 2013).

Sí siente curiosidad por la siguiente noticia en la que se descubrió que una nueva estructura sin membrana que regulan la producción de energía y como esto podría ayudar a disminuir el crecimiento de células cancerígenas de link en el siguiente enlace : https://noticiasdelaciencia.com/art/4368 7/descubren-estructuras-intracelularesque-regulan-el-suministro-de-energia

Producción de energía a partir de

otros nutrientes Producción de energía a partir de nutrientes diferentes a la glucosa. Muchos organismos, incluyendo los seres humanos, dependen de otros nutrientes diferentes de la glucosa como fuente de energía. De hecho, 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. Los aminoácidos se metabolizan por reacciones en las que se elimina primero al grupo amino (¬NH2), un proceso llamado desaminación. En los mamíferos y algunos otros animales, el grupo amino se convierte en urea y se excreta, pero la cadena de carbono se metaboliza y a la larga se utiliza como reactivo en uno

de los pasos de la respiración aeróbica (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 boxidación (Solomon et. al., 2013).

Transporte de electrones. De Bustamante si, Domino público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/93/Transporte_de_electrones.jpg

En la siguiente enlace podrá ver la producción de nutrientes distintos de los carbohidratos en donde también se le mostrará en forma de organizadores el proceso que se lleva acabo para sintetizarlos.

https://es.khanacademy.org/science/biology/cellular-respirationand-fermentation/variations-on-cellular-respiration/a/connectionsbetween-cellular-respiration-and-other-pathways

Respiración Anaeróbica La respiración anaeróbica, aquella que no utiliza oxígeno como el aceptor final de electrones, es realizada por algunas procariotas que viven en ambientes anaeróbicos, como el suelo saturado de agua, aguas estancadas, y en los intestinos de los animales. Los electrones son transferidos en la respiración anaeróbica, de la glucosa al NADH; mediante una cadena de transporte de electrones que se acopla a la síntesis de ATP, por quimiosmosis. Sin embargo, una sustancia inorgánica tal como el nitrato (NO3 – ) o el sulfato (SO4 2– ) sustituyen el oxígeno molecular como aceptor terminal de electrones. Los productos finales de este tipo de respiración anaeróbica son el dióxido de carbono, una o más sustancias inorgánicas reducidas, y ATP, que es parte del ciclo biogeoquímico conocido como el ciclo del nitrógeno (Solomon et. al., 2013).

Ciertas bacterias, así como algunos hongos, regularmente utilizan la fermentación, una ruta anaeróbica que no implica una cadena de transporte de electrones. Durante la fermentación se forman sólo dos moléculas de ATP por glucosa (mediante fosforilación a nivel de sustrato durante la glucólisis). Se podría esperar que una célula que obtiene energía de la glucólisis pudiera producir piruvato, que es el producto final de la glucólisis. Sin embargo, esto no puede suceder porque cada célula tiene una cantidad limitada de NAD+, y éste es necesario para continuar la glucólisis. Si prácticamente todos los NAD+ se reducen a NADH durante la glucólisis, entonces, la glucólisis se detiene y no se produce más ATP. a fermentación es un proceso anaeróbico que no utiliza una cadena transportadora de electrones. Hay una ganancia neta de sólo dos ATP por glucosa que son producidos por fosforilación a nivel de sustrato durante la

30 glucólisis, para mantener el suministro esencial de NAD+ para la glucólisis, los átomos de hidrógeno se transfieren desde el NADH a un compuesto orgánico derivado del nutriente inicial. Las células de levadura, como se mencionó anteriormente, realizan la fermentación de alcohol, en el que el alcohol etílico y dióxido de carbono son los productos de desecho final. (Solomon et. al., 2013)

Ciertos hongos, procariotas y células animales realizan la fermentación láctica (ácido láctico), en el que los átomos de hidrógeno se agregan al piruvato para formar lactato, un producto de desecho. En esta ruta alternativa, el NADH producido durante la glucólisis transfiere átomos de hidrógeno al piruvato, reduciéndolo a lactato. La capacidad de algunas bacterias para producir el lactato es aprovechada por los seres humanos, que utilizan estas bacterias para hacer yogur y para fermentar la col a col agria. Las células musculares de los vertebrados también producen lactato (Solomon et. al., 2013).

Fermentación del piruvato a etanol y CO2. De Alejandro Porto, Domino público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c4/Fermentacion-alcoholica.svg

En este documento puede apreciar las diferencias entre la respiración aérobica y anaeróbica, además de como la respiración aérobica surgió. https://www.diffen.com/difference /Aerobic_Respiration_vs_Anaerobi c_Respiration

Fermentación del piruvato a lactato. De Alejandro Porto, Dominio público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6f/Fermentacion-lactica.png

Fotosíntesis

Luz y fotosíntesis ¿Qué es la fotosíntesis? La fotosíntesis es una serie compleja de reacciones químicas en que la energía de la luz se aprovecha para sintetizar moléculas orgánicas muy energéticas, normalmente carbohidratos, a partir de moléculas inorgánicas de poca energía, como dióxido de carbono y agua (Audesirk et al., 2016). Los componentes que forman a la planta son importantes como; la luz, los organelos, los materiales extraídos del exterior: La luz está compuesta por fotones, u longitud de onda es inversamente proporcional a la energía de la partícula, su función es excitar a un electrón de una molécula, puede tener dos vías, la primera es que el electrón pasa a un nivel más alto de energía y toma el camino de regresar a su estado basal, transformando la energía en su estado basal en forma luz tenue llamada fluorescencia. La segunda parte es que el electrón excitado salga del núcleo y una molécula aceptora la recolecta (Solomon, 2013).

Chlorophyll ab spectra-es.svg. De Daniele Pugliesi. Dominio público. https://bit.ly/3tF2fMV

Complejos Antenas para la Fotosíntesis. De Moore, et al. Dominio público. https://bit.ly/3tKNf0m

En los tilacoides se encuentra una de las principales características la clorofila absorbe todo los espectros de la luz visible, existen cuatro tipo de pigmentos particulares de la clorofilas: Clorofila α: inicia las reacciones dependientes de la luz dando un color verde brillante. Clorofila β: participa también en la fotosíntesis solo que con un rango diferente de absorción de la luz visible, obteniendo un color amarillo-verdoso. Carotenoides: son pigmentos accesorios, que producen una similitud con la clorofila pero con cierta absorción del espectro de luz visible diferente, reflejando colores amarillo y anaranjado. Cuando sus moléculas están excitadas pueden transferir su energía a una molécula de clorofila α (Seeds, 2019).

Cloroplastos En el estroma está suspendido un tercer sistema de membranas que forma un conjunto interconectado de sacos planos discoidales llamados tilacoides. La membrana del tilacoide forma un espacio interior lleno de fluido, la luz del tilacoide. En algunas regiones del cloroplasto, los sacos tilacoides están acomodados en pilas o montones de nombre grana o granos (Audesirk et al., 2016). Cada grana se parece a una pila de monedas y cada “moneda” es un tilacoide. Algunas membranas tilacoides se extienden de una grana a otra. Las membranas tilacoides, como las membranas mitocondriales internas, están implicadas en la síntesis de ATP. (Las procariotas fotosintéticas no tienen cloroplastos, pero con frecuencia las membranas tilacoides se acomodan alrededor de la periferia celular como repliegues de la membrana plasmática) (Seeds, 2019).

El cloroplasto, como la mitocondria, está rodeado por las membranas externa e interna. La membrana interna encierra una región llena de fluido llamada estroma, que contiene la mayor parte de las enzimas requeridas para producir moléculas de carbohidratos (Solomon 2013).

Cloroplastos. No se requiere atribución. Dominio público. https://pxhere.com/es/photo/549202

La fotosíntesis es un proceso en el que las plantas fabrican su propio alimento para poder crecer y desarrollarse. Si desea profundizar sobre el proceso de fotosíntesis, puede observar el siguiente vídeo:

Cloroplasto. De Sieglinde Sterbling. Dominio público. https://bit.ly/3sT1yAK

https://www.youtube.com/w atch?v=UPBMG5EYydo

Fotosíntesis: Reacciones dependientes de la luz La fase luminosa es la primera etapa de la fotosíntesis, en la que la luz es absorbida por complejos formados por clorofilas y proteínas llamados fotosistemas, la energía solar se convierte en energía química (Seeds, 2019). A continuación se describe cada proceso que se lleva a cabo en la fase luminosa:

1 Inicia con la llegada de los fotones al fotosistema II. Esto provoca la excitación de los electrones de la clorofila P680, los cuales saltan a orbitales energéticos más alejados del núcleo atómico (Solomon, 2013).

2 En el fotosistema I se recolecta la energía, luego es trasladada por un complejo de proteínas y pigmentos, donde sucede una resonancia de la energía lumínica en química. La energía lumínica en forma de fotón se transmite a los electrones externos de las moléculas de clorofila, los cuales escapan de la misma y producen una especie de corriente eléctrica en el interior del cloroplasto al incorporarse a la cadena transportadora de electrones (Seeds, 2019).

Fotosíntesis: esquema en Z. De Jiří Janoušek. Dominio público. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Z-scheme_(es).svg

Thylakoid membrane 2 gl.svg. De Elisa Rdojm. Dominio público. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thylakoid_membrane_2_gl.svg

Cuando el electrón es donado se reemplaza por la fotolisis del agua un proceso donde se producen electrones, cuando el P680 se queda sin electrones, se vuelve muy oxidativo tanto que rompe el enlace de la molécula de H2O por una enzima que incluye al manganeso, dejando así dos electrones, dos protones y un oxígeno. Los electrones son llevados al fotosistema P680, los protones salen del tilacoide hacia el estroma. Se deben de romper dos moléculas de agua para producir un O2 (Seeds, 2019).

4 Los electrones son transferidos a la molécula de NADP+, que junto con los protones almacenados en el estroma, forman el NADPH, por acción de la enzima ferredoxina-NADP+ reductasa FNR. La energía también es aprovechada por la enzima ATP-sintetasa para formar ATP a partir de ADP y fosfato, en un proceso denominado fotofosforilación. En consecuencia, la energía obtenida a partir de la luz en esta fase de la fotosíntesis está contenida en el ATP y el NADPH (Zita, 2020).

Descifrando las claves de la fotosíntesis Un nuevo estudio revela como las plantas optimizan la absorción de luz para transformarla en energía química. El hallazgo podría emplearse para el diseño de mejores tecnologías para la obtención de energía solar renovable

¡Descubre nuevos conocimientos! Visita el siguiente link https://www.nationalgeographic.c om.es/ciencia/descifrando-clavesfotosintesis_15676

Fotosíntesis: Fase Oscura El ciclo de Calvin también se conoce como la fase oscura de la fotosíntesis o también llamada fase de fijación de carbono. Se conoce como fase oscura porque no es dependiente de la luz como lo es la primera fase o fase luminosa (Audesirk et al., 2016). Etapas del ciclo de Calvin: El ciclo de Calvin precisa de seis vueltas para la creación de una molécula de glucosa formada por una estructura principal de seis carbonos. El ciclo se divide en tres etapas principales:

Fijación de carbono El CO2 reacciona al ser catalizado por la enzima RuBisCO con la molécula RuBP de cinco carbonos. De esta manera, se forma una molécula de una estructura principal de seis carbonos que luego se divide en dos moléculas de 3PGA (ácido 3-fosfoglicérico) de tres carbonos cada una (Solomon 2013).

Reducción La molécula anterior se transforma en 1,3 bisfosfoglicerato por la acción de 6 unidades de ATP (generado en la fase luminosa), y dicho compuesto se transforma en G3P por acción de 6 unidades de NADPH. Una de estas dos moléculas de G3P pasa a las vías metabólicas de la planta para producir compuestos superiores como glucosa o almidón, pero eso se explicará más adelante (Solomon 2013).

Regeneración Finalmente, la adición de fósforo mediante 3 ATP acaba generando una nueva molécula de ribulosa-1,5bisfosfato, que desencadenará el proceso de nuevo (Solomon 2013).

Reacciones de la fotosíntesis. De Maulucioni. Dominio público. https://bit.ly/3IVZZHy

Simplified photorespiration diagram. De Rachel Purdon. Dominio público. https://bit.ly/3KtiIee

Glosario Semana 4: Organización celular

Semana 5: Membranas biológicas

Animáculos: Animal perceptible solamente con el auxilio del microscopio (Solomon 2013). Autótrofo: Que elabora su propia materia orgánica a partir de materias inorgánicas, de las que se nutre (Audesirk et al., 2016). Cianobacterias: Son un filo de organismos procariotas, autótrofos y unicelulares capaces de realizar fotosíntesis (Bernard, 2021). Cromatina: ADN en forma de olla de fideos (Audesirk et al., 2016). Fimbrias: Son unas organelas filamentosas que surgen de la membrana externa de las bacterias (Karp, 2022). Hematopoyéticas: inmadura que se puede transformar en todos los tipos de células sanguíneas, como glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas (Audesirk et al., 2016). Microvellosidades: Protuberancia o evaginación, en forma digital, que aparece en las células con un alto poder de absorción (Audesirk et al., 2016). Sistema endomembranoso: Es un sistema de membranas internas, estaría constituido por el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, peroxisomas, lisosomas y vacuolas (Karp, 2022). Subcelulares: Que posee una estructura más sencilla que la de la célula y está contenido en ella (Karp, 2022). Proteína tubulina: Proteína de un grupo que se encuentra en cantidades altas en el citoplasma (Megías, 2019).

Apoptosis: Tipo de muerte celular en la que una serie de procesos moleculares en la célula conducen a su muerte (Audesirk et al., 2016). Conexina: Son un grupo de proteínas del tipo transmembrana que forman los canales de uniones en hendidura en los vertebrados se extiende alrededor de toda la membrana (Armstrong, 2019). Córtex: densa red citoesquelética formada principalmente por microfilamentos de actina que recubre, por dentro, la membrana plasmática (Megías, 2019). Eritrocitos: Glóbulo sanguíneo (célula de la sangre) que se produce en la médula ósea y se encuentra en la sangre (Solomon, 2013). Gradiente electroquímico: Estos gradientes almacenan energía que se utiliza para impulsar otros sistemas de transporte (Rigalli, 2017). Glicoproteínas: Moléculas formadas por una proteína unida a uno o varios azúcares (Gómez, 2002). Liposomas: Son estructuras esféricas que se forman espontáneamente cuando los lípidos formadores se dispersan en un medio acuoso (Audesirk et al., 2016). Pinocitosis: Se conoce como pinocitosis a la forma en que la membrana celular envuelve líquidos que se encuentran en la parte externa de la célula hacia su interior (Megías, 2019). Plasmodesmos: Son canales que atraviesan la membrana y la pared celular (Audesirk et al., 2016). Presión hidrostática: Presión o fuerza que el peso de un fluido en reposo puede llegar a provocar (Solomon, 2013).

38 Semana 6: Rutas de liberación de energía Acetaldehído: Es un componente volátil, potente y genotóxico, el cual es sintetizado y detoxificado por la aldehído deshidrogenasa (Rivera et al., 2016). Bioluminiscencia: La bioluminiscencia es un proceso que se da en algunos organismos vivos, en donde se crea una reacción química que produce luz (BBC, 2013). Citrato: Sal del ácido cítrico. Es el primer compuesto intermedio del ciclo de Krebs, formado por la condensación entre el acetil-CoA y el oxalacetato (Solomon et al., 2013). Coenzima A: notable coenzima, en la oxidación y síntesis de ácidos grasos. La coenzima A se fabrica en la célula a partir de una de las vitaminas B (Solomon et al., 2013). Fosforilación: Proceso mediante el cual se agrega un grupo de fosfato a una molécula, como un azúcar o una proteína (Solomon et al., 2013). NADH (nicotinamida adenina dinucleótida): Es un cofactor o "asistente" importante que ayuda a las enzimas en el trabajo que éstas hacen en todo el cuerpo, provenientes de un átomo de hidrógeno (Solomon et al., 2013). PGA: ácido fosfato glicérico (Solomon et al., 2013). Sustrato: un compuesto que debe estar disponible para que se de una reacción, es de origen biológico (Chang, 2017) Transportador electrónico: mover electrones de un lugar a otro (Solomon et al., 2013). Tricarboxílico: Es un tipo de ácido orgánico de tres grupos funcionales carboxilos en su composición (Solomon et al., 2013).

Semana 7: Fotosíntesis CAM: ruta del metabolismo ácido de las crasuláceas (Solomon et al., 2013). Detritívoros: Los detritívoros se definen como organismos heterótrofos que se alimentan ingiriendo detritos. (Curiosoando, 2016) Fitoplancton: hace referencia, dentro del mundo de la biología, al conjunto de organismos de vida acuática que forman parte del plancton, caracterizados por ser capaces de alimentarse de manera autótrofa mediante la captación de energía solar durante el proceso fotosintético. (Roldán, 2020). Fluorescencia: Es cuando se absorbe la energía de la luz ultravioleta emitiendo la radiación luminosa (Solomon et al., 2013). Fotosistemas: en las membranas tilacoides, agrupamiento de clorofila, moléculas de pigmentos accesorios, proteínas y otras moléculas que, colectivamente, captan la energía luminosa, transfieren parte a los electrones y trasladan los electrones energéticos a una cadena adyacente de transporte de electrones (Audesirk et al., 2016). G3P: Gliceraldehído trifosfato(Solomon et al., 2013). Mesófilo: una capa con múltiples cavidades en donde hay mucha densidad de gases y vapor de agua (Porfiria Síntomas y causas - Mayo Clinic, 2021) PEP: fosfoenolpiruvato (Solomon et al., 2013). Porfirina: Son esenciales para la función de la hemoglobina, proteína presente en los glóbulos rojos que se une a la porfirina, fija el hierro y transporta oxígeno tanto a los órganos como a los tejidos (Porfiria Síntomas y causas - Mayo Clinic, 2021). Rubisco: Un azúcar de cinco carbonos, mediante la enzima ribulosa bifosfato carboxilasa oxigenasa (Solomon et al., 2013).

Referencias