NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA

Nivel	Definición	Ejemplos
Subatómico	Formado por las partículas subatómicas que constituyen los átomos	Electrones – Protones – Neutrones
Atómico	Átomos que son las partículas más pequeñas de un determinado elemento	C -  H -  O -     N -  P -  S -     Na+  -  Sodio
Molecular	Agrupaciones de 2º más átomos iguales o distintos	CO2 - H2O - Glucosa
Macromolecular	Las macromoléculas son moléculas de gran tamaño constituidas por varias moléculas que pueden ser similares entre sí o no	ADN – ARN – Fosfolípidos – Lípidos – HdC – Proteínas – Glucógeno - ADN Polimerasa
Macromolecular Complejo	Los complejos macromoleculares se forman por asociación de distintas macromoléculas formándose estructuras complejas, como la membrana plasmática u organoides	Ribosoma – Virus – Mitocondria – Cromosomas – Organelas - Membranas
Celular	Las células son las unidades estructurales y funcionales de todo ser vivo.	Eucariota - Procariota - Bacteria
Tisular	Los tejidos son un conjunto de células individuales que trabajan en forma cooperativa.	Epitelial - Conjuntivo Nervioso – Muscular – Hongo – Anemona - Corales
Órganos	Se forman por asociación de tejidos que cooperan y actúan en coordinación tanto estructural como funcional	Hígado -  Cerebro – Plantas – Ovario – Piel - Pulmones
Sistema de órganos	Conjunto de órganos que trabajan en forma integrada realizando una función especifica	Aparato Digestivo  - Aparato Reproductor - Sistema Endocrino - Sistema Nervioso
Individuo	Son los seres vivos tal como los conocemos pueden ser muy sencillos unicelulares (amebas) o ser pluricelulares y presentar tejidos, órganos y sistemas de órganos	Lechuga – Pulpo – Lombriz – Ameba – Gato – Caballo
Población	Conjunto de organismos de la misma especie, que pueden reproducirse entre sí y que conviven en el mismo lugar y al mismo tiempo	Hormiguero – Población de peces cirujanos
Comunidad	Es un conjunto de organismos de distintas especies que habitan un ambiente común y que se interrelacionan entre si ejerciendo distintos tipos de interacciones entre las especies como simbiosis parasitismo etc.	Comunidad selvática – Sabana Africana
Bioma	Está constituido por todos los organismos que componen esa unidad (que forman el componente biótico), más el ambiente en el que viven (o sea el componente abiótico) y todas las interrelaciones que haya entre ellos	Lago
Biosfera	La biósfera es el espacio con vida de la envoltura del globo terráqueo que abarca todas las áreas donde hay vida.	Conjunto de todas los ecosistemas que forman la tierra

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

	PROCARIOTA	EUCARIOTA ANIMAL	EUCARIOTA VEGETAL
NUCLEO	NO	SI	SI
PARED CELULAR	SI	SI. QUITINA	SI. CELULOSA
ORGANELAS	NO	GOLGI – RET – LISOSOMAS – PEROXISOMAS – MITOCONDRIAS – VACUOLAS PEQUEÑAS	GOLGI – RET – LISOSOMAS – PEROXISOMAS – MITOCONDRIAS – VAC GRANDES – CLOROPLASTOS
CENTRIOLOS	NO	SI	NO

 

CÉLULA PROCARIONTE

 

 

 

 

 

 

 

 

CÉLULA EUCARIONTE

VEGETAL                                                    ANIMAL 

 

ORGANELA	CELULA	FUNCION
NÚCLEO	ANIMAL VEGETAL	Contiene el ADN el cual almacena la informaión genética del organismo
CITOPLASMA	ANIMAL VEGETAL PROCARIOTA	Es la "sopa" dentro de la cual residen todos los otros orgánulos celulares y donde se produce la mayor parte del metabolismo celular.
CENTROSOMA	ANIMAL VEGETAL PROCARIOTA	es un área de la célula donde se producen los microtúbulos.
CENTRIOLO	ANIMAL	Cada centríolo es un anillo de nueve grupos de microtúbulos fusionados. Hay tres microtúbulos en cada grupo. Los microtúbulos (y los centriolos) son parte del citoesqueleto.
APARATO DE GOLGI	ANIMAL VEGETAL	Empaquetado de macromoléculas para el transporte a otras partes de la célula
LISOSOMAS	ANIMAL VEGETAL	Digestión intracelular.
PEROXISOMA	ANIMAL VEGETAL	En las células vegetales, los peroxisomas desempeñan una variedad de funciones, incluida la conversión de ácidos grasos en azúcar y la asistencia a los cloroplastos en la foto respiración.  En las células animales, los peroxisomas protegen a la célula de su propia producción de peróxido de hidrógeno tóxico. Como ejemplo, los glóbulos blancos producen peróxido de hidrógeno para matar bacterias.
MEMBRANA PASMATICA	ANIMAL VEGETAL PROCARIOTA	Doble capa de fosfolípidos (bicapa lipídica). Las cabezas expuestas de la bicapa son "hidrofílicas" (amantes del agua), lo que significa que son compatibles con el agua tanto dentro del citosol como fuera de la célula. Sin embargo, las colas ocultas de los fosfolípidos son "hidrofóbicas" (temerosas del agua), por lo que la membrana celular actúa como una barrera protectora para el flujo incontrolado de agua.
MITOCONDRIAS	ANIMAL VEGETAL	Proporcionan la energía que una célula necesita para moverse. Son del tamaño de una bacteria, pero pueden tener diferentes formas según el tipo de célula. Las mitocondrias son orgánulos unidos a la membrana y al igual que el núcleo tienen una doble membrana     formando pliegues (crestas). En estas crestas los alimentos (azúcar) se combinan con oxígeno para producir ATP, la principal fuente de energía para la célula.
VACUOLA	VEGETA	Digestión intracelular y liberación de productos de desecho celular. Animal pequeñas y Vegetal grandes. Almacenar nutrientes y productos de desecho, ayudar a aumentar el tamaño de las células durante el.  El agua se acumula en las vacuolas celulares, presionando hacia afuera contra la pared celular y produciendo rigidez en la planta. Sin suficiente agua, la presión de turgencia cae y la planta se marchita.
PARED CELULAR	VEGETAL PROCARIOTA	Proporciona  y mantiene la forma de estas células y sirve como barrera protectora. El líquido se acumula en la vacuola de la célula vegetal y empuja contra la pared celular.
CLOROPLASTO	VEGETAL	contienen la clorofila de la célula de la planta responsable del color verde y la capacidad de absorber energía de la luz solar para realizar el proceso bioquímico de fotosíntesis
REL	ANIMAL VEGETAL	Síntesis de lípidos. Degradación de glucógeno (glucogenolisis)
REG	ANIMAL VEGETAL	Síntesis de proteínas.
RIBOSOMAS	ANIMAL VEGETAL PROCARIOTA	Son el sitio de síntesis de proteínas. Cada ribosoma consta de dos partes, una subunidad grande y una subunidad pequeña. El ARN mensajero del núcleo celular se mueve sistemáticamente a lo largo del ribosoma, donde el ARN de transferencia agrega moléculas de aminoácidos individuales a la cadena de proteínas que se alarga.
CITOESQUELETO	ANIMAL VEGETAL	Ayuda a mantener la forma celular. El citoesqueleto es una red organizada de tres filamentos de proteínas primarias: Microtúbulos, filamentos de actina y fibras intermedias.

BIOMOLECULAS

HIDRATOS DE CARBONO  ENLACE GLUCOCIDICO
MONOSACARIDO	DISACARIDO	POLISACARIDO
Ribosa Desoxirribosa Glucosa Fructosa Galactosa	Lactosa  (Glucosa + Galactosa) Sacarosa  (Glucosa + Fructosa) Maltosa  (Glucosa + Glucosa)	Almidón Glucógeno Celulosa

LÍPIDOS UNION ESTER
ACIDOS GRASOS	AGLICERIDOS	ESTEROLES
Saturados: grasas Insaturados: aceites	Monoglicéridos  (Glicerol + 1AC) Diglicéridos  (Glicerol + 2AC) Triglicéridos  (Glicerol + 3AC)	Colesterol

PROTEINAS UNION PEPTIDICA
PROTEINA	AMINOACIDO

ACIDOS NUCLEICOS UNION FOSFODIESTER
ARN ADN	Nucleótidos

 

 

 

 

EJEMPLOS PARCIAL

Biomolécula	Ejemplo (Sustrato)	Producto de hidrólisis	Tipo de unión
Carbohidratos	Glucógeno	Glucosa	Enlace glucocidico
Proteína	Hemoglobina	Aminoácidos	Unión peptidica
Ac. Nucleídos	ARNm|ADN	Nucleótidos	Unión fosfodiester
Lípidos	Colesterol	Ácidos grasos	Unión Ester

 

PROTEINAS

Ejemplos y funciones:

• Colágeno: Estructural
• Insulina: Hormonal 
• Hemoglobina : Transporte de sustancias
• Actina, Miosina: Contráctiles. Forman fibras musculares 
• Integrales: Transporte de sustancia 
• Carrier: Se une a la molécula a transportar y sufre cambios temporales en su configuración provocados por la unión del soluto.
• Canal: No se unen al soluto, sino que forman poros hidrofílicos que atraviesan la membrana permitiendo exclusivamente el pasaje de iones
• Bomba: Facilitan la entrada y salida de sustancias como el agua, iones, etc.

 

 

ENZIMAS

Energía de activación: 

• Para que una reacción ocurra, es necesario que los sustratos adquieran energía necesaria para ¨activarlos¨ y permitir su reacción.
• Cuanto mayor sea esta (y mayor el ¨salto energético¨ que necesiten los sustratos para reaccionar) más lenta va a ser la reacción
• Una forma de aumentar la velocidad de una reacción química es aumentando la temperatura: Cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la energía inicial de los sustratos (a mayor temperatura, las moléculas se mueven más rápido y colisionan más veces).
• Si los sustratos poseen mayor energía, el ¨salto energético¨ o Ea se reduce y la velocidad de la reacción aumenta. La línea azul en el gráfico representa la reacción química una mayor temperatura

 

Enzimas Michaelianas 

Proteínas con estructura globular terciaria

• La velocidad de reacción va aumentando a medida que aumenta la concentración de sustrato y llega un momento en el que la pendiente empieza a disminuir hasta el punto en que la velocidad se hace constante. Ése es el punto de saturación: Por más que siga aumentando la concentración de sustrato, las enzimas no pueden catalizar las reacciones a una velocidad mayor.
• El Km es la concentración de sustrato que corresponde a la mitad de la velocidad máxima. A mayor afinidad, menor Km (porque hace falta una MENOR concentración de sustrato para alcanzar la mitad del punto de saturación de la enzima).

Inhibidores: Son sustancias exógenas (que no son propias de la célula) y que inhiben el funcionamiento de las enzimas. 

Irreversibles: Se unen de forma covalente a la enzima e inhiben la actividad enzimática PERMANENTEMENTE. 

Reversibles: Se unen a través de uniones débiles (de tipo intermolecular). 

1. Competitivos: Se unen en el SITIO ACTIVO impidiendo la unión del sustrato. Si aumenta mucho la concentración de sustrato, llega un punto en el que la cantidad de inhibidor es muy pequeña con respecto a la cantidad de sustrato. El efecto se revierte porque ambos, sustrato e inhibidor, compiten por el mismo sitio de unión.
2. No Competitivos: El inhibidor se une a un sitio diferente del sitio activo, impidiendo que la enzima catalice la reacción. La afinidad de la enzima por el sustrato no cambia (Km constante), dado que la inhibición no impide la unión entre ambos. 

 

Enzimas Alostéricas:

Cuando se produce la unión de un sustrato a unas de las subunidades de la enzima se facilita la unión de S en los otros protómero de misma debido a cambios en la conformación de las subunidades restantes. Esto hace que la curva tome el aspecto de sigmoidea.

Regulación:

Inhibición por producto final: Cuando la cantidad de P final es suficiente o un exceso del mismo podría ser perjudicial para la célula. El producto final de este ejercerá el efecto de modulador negativo o inhibidor. El mismo se unirá la sitio alostérico de la enzima y producirá una modificación de la estructura tridimensional de los sitios activos haciendo más dificultosa la toma de sustrato parte de estos. En estos casos es común que se ubique la enzima alostérica entre las primeras reacciones de la cadena, de esta forma evita la acumulación de productos intermedios evitando un gasto de energía innecesario.

Activación por precursor: Cuando la célula cuenta con gran cantidad de S inicial y la producción de P final es empleado por como reserva, el S inicial A actuará como modulador positivo de la enzima alostérica haciendo que toda la vía metabólica se acelere. En estos casos la enzima alostérica suele ubicarse cerca del final de la cadena de reacciones.

 

DESNATURALIZACION ENZIMATICA

Temperatura: La temperatura óptima de la enzima (aprox 37°). Ésta es la temperatura a la cual la enzima alcanza su máxima actividad. A temperaturas mayores, la enzima, como cualquier proteína, comienza a sufrir los efectos de la temperatura: se rompen las uniones débiles que mantienen las estructuras cuaternaria, terciaria y secundaria (desnaturalización), perdiéndose por ende su actividad biológica, o sea su capacidad de catalizar reacciones químicas específicas.

pH: Puede o no afectar a la estructura de las mismas. Esto dependerá de las características acido/básicas de sus aminoácidos constituyentes: 

• Si la proteína presenta en su estructura aminoácidos ácidos y básicos, las variaciones de pH pueden modificar las cargas positivas o negativas de los mismos y romper una de las interacciones responsables de la ESTRUCTURA GLOBULAR  de la proteína: ¨puentes salinos¨. 
• Si la estructura globular se altera (desnaturalización) se pierde la actividad biológica de la enzima. Por eso es que existen proteínas cuyo pH óptimo es neutro, otras con pH óptimo ácido y otras con pH óptimo alcalino.

 

DESNATURALIZACIÓN E HIDROLISIS

• Factores externos: Temperatura, agentes químicos o cambios en el pH. 
• Si la desnaturalización se produce en condiciones controladas de laboratorio, puede ocurrir que la cadena vuelva a plegarse.
• Cuando el proceso es drástico, por ejemplo, cuando se cocina un alimento rico en proteínas, estas se desnaturalizan, pero no se re naturalizan cuando se enfrían.
• La hidrólisis es la ruptura de las uniones entre los aminoácidos, es decir de la unión peptídica; por lo tanto hay pérdida de la estructura primaria. Si bien en la desnaturalización y en la hidrólisis se pierda la actividad de la proteína, en el primer caso no hay pérdida de la estructura primaria, y el proceso podría llegar a ser reversible.

 

PROPIEDADES DEL AGUA

1. Solvente universal: Al ser una molécula polar disuelve todas las sustancias polares y las iónicas, formando soluciones. Aunque el agua es llamada solvente universal hay ciertas sustancias que no disuelven en ella como ser las sustancias no polares o hidrofóbicas (como el benceno, los aceites y las grasas).
2. Elevado punto de ebullición: Los seres vivos nunca están expuestos a temperaturas tan altas para que el agua entre en ebullición. Permite la vida en zonas con altas temperaturas.
3.  Bajo punto de congelación: Permite la vida en zonas con baja temperaturas.
4. Constante dieléctrica elevada: La mayoría de los elementos se utilizan en las células en forma iónica, Ej. Ca+ para los huesos, el Fe+ para la hemoglobina etc.
5. Calor específico elevado: El agua puede absorber grandes cantidades de calor, mientras que, proporcionalmente, su temperatura sólo se eleva ligeramente. Del mismo modo, su temperatura desciende con más lentitud que la de otros líquidos a medida que va liberando energía al enfriarse. Esto permite mantener constante la temperatura corporal evitando que se produzcan cambios bruscos de temperatura ya que para elevar 1º C el agua de las células se deberá entregar muchas calorías
6. Cohesión interna y tensión superficial: Esta propiedad contribuye a que algunos objetos muy ligeros floten en la superficie del agua y por esa razón algunos insectos pueden estar sobre ella sin sumergirse e, incluso, hay animales que corren sobre ella.
7. Capilaridad: Es importante en plantas, a nivel de raíces para la absorción de agua
8. Alto calor de evaporación: Es importante en el proceso de transpiración ya que se elimina una pequeña cantidad de agua que al evaporarla nos permite desprendernos de gran cantidad de calor. Posibilita la vida en zonas desérticas
9. Buen conductor del calor: Importante en la regulación térmica.
10. Transparente: Al ser transparente deja pasar fácilmente la luz lo que permite la vida en el fondo del mar.
11. Poco viscosa: Se beneficia su pasaje por tubos capilares, el corazón puede transportarla con un mínimo esfuerzo.

 

 

 

MEMBRANA Y TRANSPORTE 

 

COMPONENTES

• Lípidos (fosfolípidos y colesterol)
• Proteínas integrales
• Oligosacáridos (glúcidos)

FUNCIONES

• Conferir a la célula su individualidad, al separarla de su entorno
• Constituir una barrera con permeabilidad muy selectiva, controlando el intercambio de sustancias
• Proporcionar el medio apropiado para el funcionamiento de las proteínas de membrana
• Constituir el anclaje del citoesqueleto y el sitio de uniones intercelulares

 

CRITERIOS	PASIVO			ACTIVO
TIPO DE DIF.	DIF. SIMPLE	DIF. FACILITADA	OSMOSIS	T. BOMBA	T. MASA
ATP	NO	NO	NO	SI	SI
Proteínas de membrana	NO Solo actúa la bicapa	SI Carrier (polares) Canal (Iones)	NO Solo actúa la bicapa	SI  Bombas	Involucra toda la membrana
Tipo de sustancia que transporta	O2, CO2, H2O Lípidos y Ác. Grasos, Etano, H. Esteroides	Carrier   Glucosa y Aa  Canal  iones Na+ o K+	H2O	Iones (Na+ y K+)	Macromoléculas Células Virus
Gradiente	A favor	A favor	A favor	En contra	Independiente

Referencias: 

TRANSPORTE PASIVO: A favor de gradiente. Sin gasto de ATP.

• Difusión simple: O2, CO, CO2, Lípidos, Ac. Grasos 

• Difusión facilitada: → Por proteínas carrier: Aa, Monosacáridos y nucleótidos. 

→ Por proteínas canal: Iones       

→ Por osmosis: Pasaje de H2O a través de la bicapa de fosfolípidos

Difusión simple

• Desplazamiento de partículas desde una zona de mayor concentración a otra de menor concentración. Las moléculas no polares pequeñas atraviesan libremente una bicapa lipídica.

Difusión facilitada

• Las moléculas orgánicas que son hidrofílicas no pueden atravesar libremente la barrera lipídica por difusión simple. Este paso depende de proteínas integrales que actúan como transportadores, transfiriendo a las moléculas hacia uno y otro lado de la membrana sin que entren en contacto con su interior hidrofóbico.

Las proteínas Carrier se unen a la molécula que van a transportar y sufren un cambio estructural que permite el paso de la sustancia hacia el otro lado de la membrana. Por este medio pasan los iones, los monosacáridos y los aminoácidos.

Las proteínas canal no se unen al soluto, sino que forman poros hidrofílicos que atraviesan la membrana permitiendo exclusivamente el pasaje de iones

Osmosis                            

• Proceso de difusión de un solvente a través de una membrana semipermeable, desde una solución más diluida a otra más concentrada
• El agua, que es el solvente celular, pasa a través de la membrana y tiende a igualar la presión osmótica intra y extra celular.

TRANSPORTE ACTIVO: En contra de gradiente. Con gasto de ATP. 

• En contra de la gradiente: Iones Na+/K+ 

• Independiente de la gradiente:

 → Transporte en masa: Macromoléculas, células, virus. 

• Endocitosis: Cuando entra a la célula 
•  Exocitosis: Cuando sale

→ Transporte por bomba: Iones Na+/K+

 

Transporte por bomba

• Las proteínas bomba transportan algunos iones en contra del gradiente, es decir, de un lugar de menor concentración hacia uno de mayor concentración. Necesitan energía para actuar, por lo que se trata de un transporte activo.

Transporte en masa 

• Las moléculas muy grandes como las proteínas solo pueden ingresar o salir de algunas células a través de un transporte activo que involucra a toda la membrana y se lo denomina transporte en masa.

 

RESPIRACION CELULAR AEROBICA

	SUSTRATO	PRODUCTO	UBICACIÓN
GLUCOLISIS	Glucosa 2 NAD+ 2 ADP + Pi	2 Piruvato 2 NADH 2 ATP	Citoplasma
DESCARBOXILACION OXIDATIVA	2 Piruvato 2 CoA 2 NAD+	2 Acetil coA 2 CO2 2 NADH	Matriz mitocondrial
CICLO DE KREBS	2 ACETIL CoA 6 NAD+ 2 FAD 2 GDP + 2 Pi	4 co2 2 CoA 6 NADH 2 FADH 2 2 GTP	Matriz mitocondrial
CADENA RESPIRATORIA	10 NADH 2 FADH2 6 O2	10 NAD+ 2 FAD 6H2O	Cresta mitocondrial
FOSFORILACION  OXIDATIVA	34 ADP + 35 Pi	34 ATP	Cresta mitocondrial

 

RESPIRACION CELULAR ANAEROBICA

	SUSTRATO	PRODUCTO		UBICACIÓN
GLUCOLISIS	Glucosa 2 NAD+  2 ADP + Pi	2 Piruvato 2 NADH 2 ATP		Citoplasma
REDUCCION DEL PIRUV. (FERMENTACION)	2 Piruvato 2 NADH	Fermentación  Láctica	Fermentación Alcohólica	Citoplasma
		2 Ac. Láctico 2 NAD+	2 Etanol 2 NAD +

 

 

FOTOSINTESIS

	SUSTRATO	PRODUCTO	UBICACIÓN
ETAPA FOTOQUIMICA	6 H20 12 NADP+ 18 ADP + Pi	6 O2 12 NADPH 18 ATP	Interior de la tilacoides
ETAPA BIOQUIMICA (Ciclo de Calvin)	6 CO2 12 NADPH 18 ATP	Glucosa 12 NADP+ 18 ADP + 18 Pi	Estroma del cloroplasto