La señalizacion celular tiene lugar a través de dos mecanismos fundamentales: la interaccion directa entre una célula y la célula vecina y mediante la accion de moleculas señalizadoras secretadas.
Los diferentes tipos de señalización mediante moléculas secretadas se dividen en tres grandes clases, en función de la distancia recorrida por la molecula señalizadora.
En la SEÑALIZACIÓN ENDOCRINA, las moleculas señalizadoras (hormonas) son secretadas por células endocrinas especializadas y se transportan a través de la circulación, actuando sobre células diana localizadas en lugares alejados en el organismo.
A diferencia de las hormonas, algunas moléculas señalizadoras actúan localmente, afectando al comportamiento de las células proximas; en la SEÑALIZACION PARACRINA, una molecula liberada por una célula actúa sobre las células dianas vecinas.
Algunas células responden frente a señales que producen ellas mismas, este es el caso de la SEÑALIZACIÓN AUTOCRINA.
BIBLIOGRAFIA
Geoffrey M. Cooper, Robert E. Hausman. la celula: señalizacion celular. edicion 4. marbán 2007. 818 paginas.
Las bicapas lipidicas son permeables solo a moleculas pequeñas no cargadas. los iones y la mayoria de las moleculas polares son transportados a traves de las membranas celulares por proteinas de transporte especificas, cuya actuacion puede ser acoplada a la hidrolisis o sintese de ATP
TRANSPORTE ACTIVO
mecanismo a traves del cual los cambios energéticos asociados con el transporte de molecualas a traves de una membrana puede ser acoplado a la utilizacion o produccion de otras formas de energía metabolica. por ejemplo, las moleculas pueden ser transportadas en una direccion energéticamente desgavorable a través de una membrana (en contra de un gradiente de concentracion) si su transporte en esa direccion esta acoplado a la hidrolisis de ATP como fuente de energía. la energia libre almacenada como ATP puede de este modo ser usada para controlar la composicion enterna de la célula, asi como para promover la biosintesis de los componentes celulares.
TRANSPORTE PASIVO
Las moleculas transportadoras bien a traves de canales proteinicos o de proteinas transportadoras cruzan las membranas en la direccion energéticamente favorable, determinada por los gradientes de concentracion y electroquimico.
TRANSPORTE FACILITADO
Es una forma de transporte pasivo, donde las moléculas pasan a través de la bicapa de fosfolípidos, con la ayuda de las proteínas de transporte. Estas proteínas canales pueden abrirse y cerrarse con el voltaje del ión, provinente de un impulso del sistema nervioso, que pasa a través del axón.
BIBLIOGRAFIA
Geoffrey M. Cooper, Robert E. Hausman. La Célula. transporte a traves de las membranas. cuarta edicion. editorial Marbán. 2007. 818 paginas.
Gerarld Karp. Biología celular y molecular: conceptos y experimentos: estructura y función de la membrana plasmatica. quinta edicion. McGraw-Hill/Interamericana, 2009. 776 paginas.
efn.uncor. mecanismos de transporte. [en linea] http://www.efn.uncor.edu/dep/biologia/intrbiol/membranas/transpor.htm. citado el 24 de octubre de 2010.
the university of Arizona, superfund. membrana celular. [en linea] http://superfund.pharmacy.arizona.edu/toxamb/c1-1-2-1.html. citado el 24 de octubre de 2010.
COMPOSICION QUIMICA: La composición química de la membrana plasmática varía entre células dependiendo de la función o del tejido en la que se encuentren, pero se puede estudiar de forma general. La membrana plasmática está compuesta por una doble capa de fosfolípidos, por proteínas unidas no covalentemente a esa bicapa, y glúcidos unidos covalentemente a los lípidos o a las proteínas. Las moléculas más numerosas son las de lípidos, ya que se calcula que por cada 50 lípidos hay una proteína. Sin embargo, las proteínas, debido a su mayor tamaño, representan aproximadamente el 50% de la masa de la membrana.
LIPIDOS: son anfipáticos, es decir que presentan un extremo hidrófilo (que tiene afinidad e interacciona con el agua) y un extremo hidrofóbico (que repele el agua). Los más abundantes son los fosfoglicéridos (fosfolípidos) y los esfingolípidos, que se encuentran en todas las células; le siguen los glucolípidos, así como esteroides (sobre todo colesterol). Estos últimos no existen o son escasos en las membranas plasmáticas de las células procariotas. Existen también grasas neutras, que son lípidos no anfipáticos, pero sólo representan un 2% del total de lípidos de membrana.
PROTEINAS: oscila entre un 20% en la vaina de mielina de las neuronas y un 70% en la membrana interna mitocondrial;[1] el 80% son intrínsecas, mientras que el 20% restantes son extrínsecas. Las proteínas son responsables de las funciones dinámicas de la membrana, por lo que cada membrana tienen una dotación muy específica de proteínas; las membranas intracelulares tienen una elevada proporción de proteínas debido al elevado número de actividades enzimáticas que albergan. En la membrana las proteínas desempeña diversas funciones: transportadoras, conectoras (conectan la membrana con la matriz extracelular o con el interior), receptoras (encargadas del reconocimiento celular y adhesión) y enzimas.
GLUCIDOS: Están en la membrana unidos covalentemente a las proteínas o a los lípidos. Pueden ser polisacáridos u oligosacáridos. Se encuentran en el exterior de la membrana formando el glicocalix. Representan el 8% del peso seco de la membrana plasmática. Sus funciones principales son dar soporte a la membrana y el reconocimiento celular (colaboran en la identificación de las señales químicas de la célula).
BIBLIOGRAFIA
WIKIPEDIA.membrana plasmatica. [en linea]. http://es.wikipedia.org/wiki/Membrana_plasm%C3%A1tica. citado el 17 de ocubre de 2010.
las mitocondrias son orgánulos citoplasmáticos provistos de doble membrana que se encuentran en la mayoría de las células eucariotas. Su tamaño varía entre 0,5–10 micrómetros (μm) de diámetro. Las mitocondrias se describen en ocasiones como "generadoras de energía" de las células, debido a que producen la mayor parte del suministro de adenosín trifosfato (ATP), que se utiliza como fuente de energía química.
Este orgánulo se compone de compartimentos que llevan a cabo funciones especializadas:
Membrana externa
Es una bicapa lipídica exterior permeable a iones, metabolitos y muchos polipéptidos.
Membrana interna
La membrana interna contiene más proteínas, carece de poros y es altamente selectiva; contiene muchos complejos enzimáticos y sistemas de transporte transmembrana, que están implicados en la translocación de moléculas. Aqui se encuentra ubicada la cadena de transporte de electrones.
Espacio intermembranoso
Entre ambas membranas queda delimitado un espacio intermembranoso que está compuesto de un líquido similar al hialoplasma; tienen una alta concentración de protones como resultado del bombeo de los mismos por los complejos enzimáticos de la cadena respiratoria.
Matriz mitocondrial
La matriz mitocondrial o mitosol contiene menos moléculas que el citosol, aunque contiene iones, metabolitos a oxidar. En la matriz mitocondrial tienen lugar diversas rutas metabólicas clave para la vida, como el ciclo de Krebs y la beta-oxidación de los ácidos grasos.
virtualmente toda la energía liberada de la oxidacion de carbohidratos, lipidos y proteinas se vuelve disponible
en las mitocondrias como equivalentes reducidos (-H ó e-). Estos son canalizados a la cadena respiratoria, donde pasan corriente abajo por un gradiente redox de transportadores a su reccion final con oxigeno para formar agua.
Los transportadores redox se agrupan en complejos de la cadena respiratoria en la membrana mitocondrial interna. Estos usan la energía liberada en el gradiente redox para bombear protones al exterior de la membrana, creando un potencial electroquimico a traves de esta.
atravesados de uno a otro lado de la membrana están los complejos de ATP sintasa que usan la energía potencial del gradiente de protones para sintetizar ATP a partit de ADP+Pi. En esta forma, la oxidación se acopla en forma intima a la fosforilación para proveer a las necesidades energéticas de la célula.
BIBLIOGRAFIA
-MURRAY ROBERT K. Bioquimica de Harper: cadena respiratoria y fosforilacion oxidativa. edicion 24. mexico DF- santa fé de Bogotá. edotorial el maual moderno S.A de C.V, 1997. 151-163 pp.
las enzimas son proteinas que catalizan casi todas las reacciones en los sistemas vivos. una enzima esta formada por una molécula proteinica denominada apoenzima y muchas enzimas contienen un segmento no proteinico que se denomina cofactor. existen dos tipos de cofactores unidos a las enzimas; los activadores y las coenzimas. los activadores son iones metalicos (Fe, Mg,Cu, K, Na, Zn) y las coenzimas son moléculas orgánicas relativamente pequeñas. una holoenzima esta constituida por apoenzima + cofactor; es decir, por una parte proteinica y no proteinica.
NOMENCLATURA
la mayoria de las enzimas tienen un nombre sistematico y uno o mas nombres comunes; en los dos sistemas de nomenclatura se utiliza la terminacion "asa". muchos de los nombres comunes asignados a las enzimas se derivan del nombre del sustrato sobre el cual actuan. por ejemplo: Lactosa - osa + asa = lactasa
CLASIFICACION
las enzimas se clasifican de acuerdo con los seis tipos de reacciones generales que catalizan.
las oxidoreductasas son enzimas que catalizan las reacciones de oxidoreduccion. las transferasas catalizan las reacciones en las cuales un grupo se transfiere de un reactante a otro. las hidrolasas catalizan las reacciones de hidrolisis. las liasas catalizan las adiciones a enlaces dobles o catalizan las reacciones de eliminacion que producen enlaces dobles. las isomerasas catalizan las reacciones en las que una sustancia se cambia a uno de sus isomeros. las ligasas catalizan las reacciones que unen dos moléculas.
MECANISMOS DE ACCION
una molecula de sustrato se une a una enzima en un sitio activo. los sitios activos son grietas en las enzimas que tiene forma tridimensional, caracteristicas especiales de geometria y carga para unirse al sustrato.
la actividad enzimática es la velocidad a la cual la enzima cambia al sustrato en productos; muchos factores variables influyen en la actividad enzimatica. si la concentración del sustrato aumenta, la velocidad de la reaccion catalizada por la enzima tambien aumenta hasta que se alcanza una velocidad maxima. el aumento de la concentracion de la enzima produce una mumento de la velocidad de reaccion. para las enzimas que tiene cofactores, éstos deben estar presentes para que la enzima tenga actividad catalitica. un aumento en la temperatura aumenta la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas hasta que el calor agregado las desnaturalice. la mayoria de las enzimas tienen un PH optimo en el cual presentan su mayor actividad catalitica. hay dos clases de inhibidores que disminuyen la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas. los inhibidores competitivos son sustancias que se pueden combinar en forma reversible con el sitio activo de una enzima. la inhibicion no competitiva ocurre cuando el inhibidor se une en forma irrebersible a la enzima, lo cual hace que el sitio activo llegue a ser no funcional.
BIBLIOGRAFIA
·DREW H. WOLF. Química general orgánica y biológica: enzimas. 2da edición. Ciudad de México. Mc Graw-Hill. 2008. 488-507 pp.
Los acidos desoxirribonucleicos (DNA) y los ribonucleicos (RNA) son dos clases de ácidos nucleicos. tanto las moleculas de DNA como las de RNA están compuestas de nucleotidos; cuando éstos se hidrolizan, producen aminas heterociclicas, una pentosa y un fosfato. En los acidos nucleicos se encuentran cinco aminas heterociclicas; la adenina y la guanina son las bases purínicas, y la citocina y la timina y el uracilo son las bases pirimidínicas. la ribosa y la desoxiribosa son las dos pentosas en los acidos nucleicos.
las moleculas de DNA constan de miles de nucleotidos. la estructura primaria de una molecula de DNA es el número y secuencia de las unidades de nucleotidos en las dos cadenas. la estructura secundaria de una molecula de DNA, es una hélice doble enrollada hacia la derecha en la cual las bases purínicas de una cadena están unidas por enlaces de hidrogeno a las bases pirimidínicas de la otra cadena. la adenina siempre esta apareada a la timina y la guanina a la citocina. la estructura terciaria de las moleculas de DNA es la forma en las que éstas se doblan y tuercen. A lo largo de las moleculas de DNA se encuentran los genes, regiones que tienen informacion hereditaria especifica o la secuencia codificada de aminoácidos en una proteina.
las moleculas de DNA se pueden replicar por sí mismas y esta replicacion comienza cuando se rompen los enlaces de hidrogeno entre un segmento de las dos cadenas polinucleotidas bajo control enzimatico.
existen cuatro tipos diferentes de RNA en la célula: RNA mensajero, mRNA; RNA nuclear heterogeneo, hnRNA; RNA ribosomal, rRNA, y RNA de transferencia, tRNA. Cada tipo de RNA tiene una funcion en la sintesis de proteinas. el proceso de sintesis de proteinas se da mediante la intervencion secuencial y controlada de cada tipo de RNA. El proceso por el cual el codigo genetico del DNA se tranfiere al RNA se donomina transcripcion, y el proceso por el cual el código genético se transfiere a una molécula de proteína se denomina traduccion.
los carbohidratos son una clase de compuestos bioquimicos polihidroxialdehidos y polihidroxicetonas o compuestos que se hidrolizan a estos compuestos. el monosacarido es la unidad fundamental de todos los carbohidratos. si dos monosacaridos se unen, se produce un disacarido (mediante enlaces glicosidicos). los polisacaridos, son polimeros de los monosacaridos. los carbohidratos son los componentes estructurales mas importantes de las plantas y son nutrientes importantes en los animales.
los monosacaridos mas sencillos se clasifican como una aldotriosa, gliceraldehido, y una cetotriosa, dihidroxiacetona. la ribosa es la mas importante de las aldopentosas debido a que forma parte de la estructura del ATP y de los acidos nucleicos. la glucosa es la hexosa mas importante porque es el combustible metabólico esencial y el principal componente de los carbohidratos mas complejos.
los monosacaridos presentan mutorrotacion: un monosacarido cambia gradualmente su rotacion especifica hasta que se establece un equilibrio en el agua.
los disacaridos son una combinacion de dos monosacaridos, los cuales permanecen unidos mediante union glicosidica; asi, maltosa= glucosa+glucosa; lactosa=galactosa+glucosa; sacarosa=glucosa+fructosa.
los polisacaridos de reserva funcionan en los seres vivos como una reserva de glucosa que el organismo puede utilizar cuando el nivel de glucosa en la sangre disminuye. el almidon y el glucogeno son polisacaridos de reserva. el almidon es el polisacarido de reserva mas importante de las plantas. el glicogeno, es el polisacarido de reserva mas importante de los animales. tambien existen polisacaridos estructurales. el polisacarido estructural mas importante es la celulosa.
TEMA ASOCIADO O DE INTERES RESULTADO DE LA BUSQUEDA
Amortiguadores, buffer o tampones
El pH de los medios biológicos es una constante fundamental para el mantenimiento de los procesos vitales. La acción enzimática y las transformaciones químicas de las células se realizan dentro de unos estrictos márgenes de pH. En humanos los valores extremos compatibles con la vida y con el mantenimiento de funciones vitales oscilan entre 6,8 y 7,8; siendo el estrecho margen de 7,35 a 7,45 el de normalidad. Los sistemas encargados de evitar grandes variaciones del valor de pH son los denominados “amortiguadores, buffer, o tampones”. Son por lo general soluciones de ácidos débiles y de sus bases conjugadas o de bases débiles y sus ácidos conjugados. Los amortiguadores resisten tanto a la adición de ácidos como de bases.
Tampones fisiológicos
Son los sistemas encargados de mantener el pH de los medios biológicos dentro de los valores compatibles con la vida. Permitiendo con ello la realización de funciones bioquímicas y fisiológicas de las células, tejidos, órganos, aparatos y sistemas. Según su naturaleza química, los amortiguadores se clasifican en orgánicos e inorgánicos y, así mismo, atendiendo a su ubicación, se distribuyen en plasmáticos y tisulares.
TAMPONES ORGANICOS
Las proteínas y aminoácidos como tampón
Tampón hemoglobina: Es un tampón fisiológico muy eficiente debido tanto al cambio de pK que experimenta al pasar de la forma oxidada a la reducida, como a la gran abundancia de esta proteína en la sangre (15 % del volumen total sanguíneo).
Tampones inorgánicos
Tampón carbónico/bicarbonato: Está constituido por H2CO3 y HCO3-. Aunque su valor de pK (6,1) está algo alejado del pH fisiológico de la sangre (7,4), es un sistema muy eficaz debido a que: 1) La relación HCO3-/ H2CO3 es muy alta (20/1), lo que le proporciona una alta capacidad tampón frente a los ácidos; 2) es un sistema abierto, con lo que el exceso de CO2 puede ser eliminado por ventilación pulmonar de manera rápida; y 3) además, el HCO3- puede ser eliminado por los riñones mediante un sistema de intercambio con solutos.
en la antigüedad se creia que el agua, era un elemento; pero fue Henry Cavendish, quien en 1781 formuló, que esta sustancia fundamental para la vida, no era un elemento sino, que era una sustancia compuesta por elementos.
estos resultados fueron aprovechados por Antoine Laurent de Lavoisier quien propuso que el agua estaba formada por oxigeno e hidrogeno. para 1804 el quimico francesJoseph Louis Gay-Lussac y el naturista y geografo aleman Alexander von Humboldt, demostraron que el agua estaba formada por dos unidades de hidrogeno y una de oxigeno.
PROPIEDADES FISICAS
1) Estado físico: sólida, liquida y gaseosa
2) Color: incolora
3) Sabor: insípida
4) Olor: inodoro
5) Densidad: 1 g./c.c. a 4°C
6) Punto de congelación: 0°C
7) Punto de ebullición: 100°C
8) Presión critica: 217,5 atm.
9) Temperatura critica: 374°C
PROPIEDADES QUIMICAS
1)Reacciona con los óxidos ácidos
2)Reacciona con los óxidos básicos
3)Reacciona con los metales
4)Reacciona con los no metales
5)Se une en las sales formando hidratos
MODELO MOLECULAR DEL AGUA
Estructuralmente, la moléculas de agua está constituida por 2 átomos de hidrógeno y uno de oxigeno. El en lace entre esto átomos es covalente polar (presentan dos polos: + y - ), pues cada átomo de Hidrógeno tiene necesidad de compartir un electrón y el de oxígeno do electrones, formando enlaces covalentes entre los átomos, y siendo polar porque el átomo más electronegativo atrae el par electrónico con más fuerza y queda desplazado hacia él; se produce así una cierta asimetría en la distribución d las cargas.
Ya que el oxígeno tiene una electronegatividad superior a la del hidrógeno, el agua es una molécula polar. El oxígeno tiene una ligera carga negativa, mientras que los átomos de hidrógenos tienen una carga ligeramente positiva del que resulta un fuerte momento dipolar eléctrico. La interacción entre los diferentes dipolos eléctricos de una molécula causa una atracción en red que explica el elevado índice de tensión superficial del agua.
El agua es un disolvente muy potente, al que se ha catalogado como el disolvente universal, y afecta a muchos tipos de sustancias distintas. Las sustancias que se mezclan y se disuelven bien en agua —como las sales, azúcares, ácidos, álcalis, y algunos gases (como el oxígeno o el dióxido de carbono, mediante carbonación)— son llamadas hidrófilas, mientras que las que no combinan bien con el agua —como lípidos y grasas— se denominan sustancias hidrofóbicas.
El agua pura tiene una conductividad eléctrica relativamente baja, pero ese valor se incrementa significativamente con la disolución de una pequeña cantidad de material iónico, como el cloruro de sodio.
Aunque anteriormente se aceptaba que la materia estaba constituida por partículas indivisibles llamadas átomos, actualmente se sabe que existen partículas subatómicas: en el núcleo se encuentran los neutrones y protones (carga positiva); los electrones (carga negativa) se localizan fuera del núcleo orbitándolo permanentemente.
MODELOS ATOMICOS
DISTRIBUCION ELECTRONICA
Es la distribución de los electrones en los subniveles y orbitales de un átomo. La configuración electrónica de los elementos se rige según el diagrama de Moeller:
y además se debe respetar el principio de construcción: “sólo se pueden ocupar los orbitales con un máximo de dos electrones, en orden creciente de energía orbital: los orbitales de menor energía se llenan antes que los de mayor energía.”
De esta forma la distribución electrónica queda así:
Valencia: medida de la cantidad de enlaces químicos formados por los átomos de un elemento químico.
ORBITAES
Orbital S: forma circular, mayor probabilidad de encontrar electrones
Orbital P:
Orbital d:
Orbital f:
HIBRIDACION
Se da, cuando se combinan dos subniveles u orbitales, para adquirir una configuración electrónica más estable; mediante la promoción de un electrón “excitado” del orbital “S” al orbital “P” por ejemplo, para dar origen al orbital SP, SP2 ó SP3.
Las moléculas tienden a adquirir las estructuras más estables: tetraedros regulares, para la hibridación del carbono, hexaedros, o estructura lineal para los alquenos.
ENLACES
·Enlace iónico: se ceden electrones (diferencia de electronegatividad (DE) > 1.7)
·Covalente: se comparten electrones, covalente no polar, si DE (0-0.4); covalente polar, si DE (0.4-1.7).
