biologia componentes celulares

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ORGANIZACIÓN MOLECULAR DE LA CÉLULA
Dra Shirley Rojas
BIOLOGIA
INTRODUCCIÓN
La estructura de la célula es consecuencia de moléculas que se hallan organizadas en un orden muy preciso.
La biología de la célula es inseparable de la de las moléculas, porque de la misma manera que las células son los bloques con que se edifican los tejidos y los organismos, las moléculas son los bloques con que se construyen las células.
En los últimos años el desarrollo de métodos de fraccionamiento celular y de diversos micrométodos permitió aislar diferentes elementos subcelulares, y recoger una información más importante y precisa sobre la estructura molecular de la célula.
Los componentes químicos de la célula se clasifican en 
inorgánicos (agua y minerales) 
Orgánicos (proteínas, hidratos de carbono, ácidos nucleicos, lípidos, etc).
INTRODUCCIÓN
Componentes de la célula:
Agua 75 a 85%
Sales inorgánicas 2 a 3%
Compuestos orgánicos derivados de átomos de carbono, los cuales representan las moléculas de la vida.
INTRODUCCIÓN
Numerosas estructuras celulares están formadas por moléculas muy grandes (macromoléculas o polímeros) compuestos por unidades repetidas llamadas monómeros, que se enlazan por medio de uniones covalentes.
INTRODUCCIÓN
Polimeros 
Ácidos nucleicos, conformados por la repetición de cuatro unidades diferentes denominadas nucleótidos; la secuencia lineal de los 4 nucleótidos en la molécula de ADN es la fuente primaria de información genética 
Los polisacáridos, que pueden ser polímeros de glucosa ( almidón, celulosa o glucógeno) o que pueden comprender la repetición de otros monosacáridos, con los que se forman polisacáridos mas complejos
Las proteínas (polipéptidos) , que se hallan constituidas por 20 tipos de aminoacidos combinados en diferentes proporciones
INTRODUCCIÓN
El agua es el componente de la célula que se encuentra en mayor cantidad
El contenido de agua de un organismo está en relación con la edad y con la actividad metabólica
Es mayor en el embrión (90 a 95%) y disminuye con los años
AGUA Y MINERALES
Sirve como solvente natural de los iones minerales y otras sustancias 
También como medio de dispersión para la estructura coloidal de los componentes celulares
El agua es indispensable para la actividad metabólica, ya que los procesos fisiológicos se producen exclusivamente en medios acuosos
También participan en muchas reacciones enzimáticas
AGUA Y MINERALES
El contenido del agua de la célula está dado por la suma de una facción libre y otra ligada
El agua libre representa el 95% del agua total y es la parte usada principalmente como solvente para los solutos y como medio dispersante del sistema coloidal
El agua ligada representa solo el 5%, y es la que esta unida laxamente a las proteínas 
AGUA Y MINERALES
Interviene en la eliminación de sustancias de la célula y en la absorción de calor, lo que evita cambios drásticos de temperatura en la célula
AGUA Y MINERALES
La concentración de iones difiere dentro de la célula y en el líquido que la rodea
La célula tiene una alta concentración de K y Mg
Mientras que el Na y el Cl están localizados principalmente en el líquido intercelular
Los aniones predominantes en las células son el fosfato y el bicarbonato
Los iones de Ca desempeñan un importante papel como reguladores
AGUA Y MINERALES
Existen dos clases de ácidos nucleicos, el ADN y el ARN
Son macromoléculas de suma importancia biológica
Todos los organismos vivos contienen ácidos nucleicos en forma de ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN)
ACIDOS NUCLEICOS
El ADN constituye el depósito fundamental de la información genética 
Esta información es copiada o transcripta en las moléculas de ARN 
Cuyas secuencias de nucleótidos contienen el código para las secuencias específicas de aminoácidos
Entonces se produce la síntesis de proteínas, en un proceso llamado traducción del ARN
ACIDOS NUCLEICOS
ACIDOS NUCLEICOS
ADN
ARN
PROTEINA
transcripción
traducción
El ADN se halla principalmente en el núcleo integrando los cromosomas
Una pequeña cantidad se encuentra en el citoplasma, dentro de las mitocondrias y los cloroplastos
El ARN se localiza tanto en el núcleo, donde se forma, como en el citoplasma, donde tiene lugar la síntesis proteica
ACIDOS NUCLEICOS
Están formados por un azúcar (pentosa), una base nitrogenada (purina o pirimidina) y ácido fosfórico
La hidrólisis del ADN o ARN genera:
ACIDOS NUCLEICOS
Pentosa 
Bases
Acido fosfórico
Purinas
Pirimidinas 
ADN
Desoxirribosa
Adenina-guanina
Timina-citosina
PO4H3
ARN
Ribosa
Adenina-guanina
Uracilo-citosina
PO4H3
ACIDOS NUCLEICOS
Acido
desoxirribonucleico
Acido
ribonucleico
Localización
Principalmente en el núcleo (mitocondrias y cloroplastos)
Principalmente en el citoplasma (nucléolo y cromosomas)
Basespirimidínicas
Citosina
Timina
Citosina
Uracilo
Basespurínicas
Adenina
Guanina
Adenina
Guanina
Pentosa
Desoxirribosa
Ribosa
Papel en la célula
Información genética
Síntesis deproteínas
La combinación de una base mas una pentosa (sin el fosfato) constituye un nucleósido
Ej: la adenina es una base purínica y la adenosina (adenina + ribosa) es un nucleósido
La adenosina monofosfato (AMP), adenosina difosfato (ADP) y adenosina trifosfato (ATP) son ejemplos de nucleótidos
ACIDOS NUCLEICOS
Además de actuar como bloques en la edificación de los ácidos nucleicos, los nucleótidos –por ej el ATP- son utilizados para depositar y transferir energía química
ACIDOS NUCLEICOS
Toda la información genética de un organismo vivo se encuentra acumulada en la secuencia lineal de las cuatro bases del ácido nucleico
La estructura primaria de todas las proteínas (es decir, la cantidad y la secuencia de sus 20 aminoacidos) debe estar codificada por un alfabeto de cuatro letras (A,T,G,C)
ACIDOS NUCLEICOS
La molécula de ADN está formada por dos cadenas de ácidos nucleicos helicoidales con giro a la derecha, que componen una doble hélice alrededor de un mismo eje central
ACIDOS NUCLEICOS
La estructura primaria del ARN es similar a la del ADN, excepto por la presencia de ribosa en lugar de desoxirribosa, y de uracilo en lugar de timina
La molécula de ARN está formada por una sola cadena
Existen 3 clases principales de ARN
ARN mensajero (ARNm)
ARN ribosómico (ARNr)
ARN de transferencia (ARNt)
ACIDOS NUCLEICOS
ACIDOS NUCLEICOS
El ARNm lleva la información genética –tomada del ADN- que establece la secuencia de los aminoácidos en la proteína
El ARNr representa el 50% de la masa del ribosoma, que es el organoide que proporciona el sostén molecular para las reacciones químicas que dan lugar a la síntesis proteica
Los ARNt identifican y transportan a los aminoácidos hasta el ribosoma
ACIDOS NUCLEICOS
PROTEÍNAS
Las proteínas son cadenas de aminoácidos ligados por uniones peptídicas.
Un aminoácido es un ácido organico en el cual el carbono unido al grupo carboxilo (-COOH), llamado carbono α,está unido tambien a um grupo amino (-NH2)
Además el carbono se halla ligado a una cadena lateral (R), que es diferente en cada tipo de aminoácido.
PROTEÍNAS
Existen mas de 150 tipos de aminoácidos, pero sólo 20 son codificados en las células
Se los puede clasificar de acuerdo a sus características químicas en ácidos, básicos, polares y no polares
También de acuerdo a si el cuerpo pueda sintetizarlos o no, en esenciales y no esenciales 
PROTEÍNAS
PROTEÍNAS
El término proteína (del griego proteuo, yo ocupo el primer lugar) sugiere que todas las funciones básicas de las células dependen de proteínas específicas
Están presentes en cada célula y en cada organoide celular
Pueden ser estructurales o enzimáticas
PROTEÍNAS
CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEINAS ESTRUCTURALES
PROTEÍNAS
PROTEÍNAS
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LAS PROTEINAS 
Los cuatro niveles de organización dependen de diferentes tipos de uniones químicas entre sus átomos:
Uniones iónicas
Puentes
de hidrógeno
Interacciones hidrofóbicas
Interacciones de van der Waals
PROTEÍNAS
Un catalizador es una sustancia que acelera las reacciones químicas sin modificarse, lo que significa que puede ser utilizado una y otra vez.
Se han identificado mas de mil enzimas diferentes
ENZIMAS
Las enzimas son catalizadores biológicos
ENZIMAS
ENZIMAS
Una enzima actua en dos etapas:
La formación del complejo específico
La etapa catalítica propiamente dicha, en la cual se producen las diferentes reacciones catalíticas ( hidrataciones, deshidrataciones, transferencias de grupos, oxidaciones, reducciones, etc)
ENZIMAS
ENZIMAS
Los zimógenos son formas inactivas de enzimas
Adquieren su actividad posteriormente, generalmente por la acción de otras enzimas
Ej: el tripsinógeno secretado por el páncreas
ENZIMAS
Los HC, compuestos por carbono hidrógeno y oxígeno, representan la principal fuente de energía para la célula
También son constituyentes estructurales importantes de la pared celular 
Se clasifican de acuerdo al número de monómeros que contienen, en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos
HIDRATOS DE CARBONO
Los monosacáridos son azúcares simples
Se clasifican de acuerdo al número de átomos de carbono que contienen, en triosas, pentosas y hexosas
Las pentosas ribosa y desoxirribosa están presentes en los ácidos nucleicos
La glucosa que es una hexosa, constituye la fuente primaria de energía para la célula
Otras hexosas importantes son la galactosa, la fructosa y la manosa
HIDRATOS DE CARBONO
Los disacáridos son azúcares formados por la combinación de dos monomeros de hexosa
Los más importantes son la sacarosa (glucosa + fructosa) y la lactosa (galactosa + glucosa)
Los oligosacáridos se hallan unidos a lípidos y proteínas, de modo que en el organismo forman parte de glicolípidos y glicoproteínas
HIDRATOS DE CARBONO
Los polisacáridos resultan de la combinación de muchos monómeros de hexosas
Los más importantes son el almidón y el glucógeno, que representan sustancias de reserva alimenticia en células vegetales y animales, respectivamente
Otro polisacárido relevante es la celulosa, el elemento estructural más importante de la pared de la célula vegetal
HIDRATOS DE CARBONO
Existen polisacáridos complejos, llamados glicosaminoglicanos
Los más importantes son:
Ácido hialurónico
Queratán sulfato
Condroitín sulfato
Dermatán sulfato
Heparán sulfato
Estas moléculas tienen gran importancia en la organización estructural de las matrices extracelulares, donde se encuentran combinadas con proteínas con las que forman glicoproteínas complejas llamadas proteoglicanos
HIDRATOS DE CARBONO
HIDRATOS DE CARBONO
Los lípidos son un grupo de moléculas caracterizados por ser insolubles en agua y solubles en los solventes orgánicos
Los lípidos más comunes de las células son los
 triglicéridos,
 los fosfolípidos, 
los glicolípidos y 
los esteroides
LIPIDOS
Los triglicéridos (o triacilgliceroles) son triésteres de ácidos grasos con glicerol
Sirven como reserva de energía para el organismo
Las cadenas hidrocarbonadas liberan gran cantidad de energía cuando son oxidadas, casi el doble de la que liberan los hidratos de carbono 
LIPIDOS
Los fosfolípidos son los principales componentes de las membranas celulares
Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas
Cuando se dispersan en agua, adoptan espontáneamente una organización en bicapa idéntica a la de las membranas celulares, con sus cabezas polares hacia afuera y sus colas no polares enfrentadas entre sí en la parte interior de la bicapa
LIPIDOS
En las células existen dos clases de fosfolípidos, los glicerofosfolípidos y los esfingofosfolípidos
Glicerofosfolípidos 
Fosfatidilcolina
Fosfatidiletanolamina 
Fosfatidilinositol
Fosfatidilserina 
En la membrana interna de las mitocondrias existe un glicerofosfolípido doble llamado difosfatidilglicerol (o cardiolipina)
LIPIDOS
Los glicolípidos se clasifican en cerebrósidos y gangliósidos
Los esteroides son lípidos que derivan de una molécula compleja, el ciclopentanoperhidrofenantreno
Uno de los más difundidos es el colesterol, que se encuentra en las membranas, así como en otras partes de la célula y también fuera de ella
LIPIDOS
Los esteroides asumen diferentes funciones según los grupos químicos unidos a su estructura básica
Por ejemplo la vit A y varias hormonas (estrógenos, progesterona, testosterona, cortisol, etc)
LIPIDOS
Gracias 
por su
 atención!!