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ÍndiceÍndice • Bioquímica I (bioelementos y biomoléculas inorgánicas).....................................................................5 • Biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos)...........................................13 • Virus............................................................................................................................................................25 • Biología celular..........................................................................................................................................35 • Metabolismo celular...................................................................................................................................47 • Ciclo celular................................................................................................................................................54 • Genética......................................................................................................................................................63 • Citogenética...............................................................................................................................................74 • Evolución....................................................................................................................................................83 • Reino plantae.............................................................................................................................................98 • Organización vegetal...............................................................................................................................108 • Taxonomía animalia................................................................................................................................120 • Reino animal II: Phylum cordados........................................................................................................135 • Histología animal y humana..................................................................................................................146 • Nutrición saprobiótica y holozoica.......................................................................................................160 • Sistema digestivo humano.......................................................................................................................171 • Sistema respiratorio.................................................................................................................................186 • Sistema circulatorio..................................................................................................................................202 • Sistema linfático. Sistema inmunológico..............................................................................................216 • Sistema excretor.......................................................................................................................................235 • Sistema nervioso......................................................................................................................................247 • Reproducción..........................................................................................................................................274 • Ecología ...................................................................................................................................................305 • Salud y enfermedad..................................................................................................................................327 5Colegio Particular 199 CAPÍTULO 1 BIOQUÍMICA I (BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS) Conocimientos y aptitudes esperados ¾ Identifica y diferencia la composición química de la materia viva. ¾ Comprende y valora el papel biológico del agua en el ser vivo. Pitohui spp. e Ifrita kowaldi El pitohui de Nueva Guinea es la primera ave en el que se ha descubierto que utiliza veneno como medio de de- fensa. Un equipo de investigadores norteamericanos ha descu- bierto que numerosas especies de pitohui o “pájaros ba- sura”, unas aves cantoras endémicas de Nueva Guinea, utilizan veneno para defenderse de los posibles depre- dadores. El tóxico, conocido como homobatracotoxina, se concentra principalmente en las plumas y la piel del ave, aunque también puede recogerse de los músculos, el estómago y otros órganos del animal. Las plumas más tóxicas son aquellas localizados en la barriga, pecho y piernas de los pájaros. También se cree —aunque no está aún demostra- do— que las aves frotan la toxina en los huevos y en el nido, protegiéndolos de eventuales depredadores como serpientes, roedores y aves rapaces. Hasta ahora, este tipo de defensa química solo era conocida en otros organismos pero no en las aves. Curiosamente, la homobatracotoxina aislada en los pitohui pertenece a una clase de compuestos denominados batracotoxinas. Los herpetólogos pensaban que estos venenos eran exclusivos de las ranas neotropicales del género Phyllobates (Phyllobates aurotaenia) y Dendrobates. Uno solo de estos batracios, del tamaño de una lenteja, tiene en su piel veneno suficiente para matar a varias personas. Al ser ingerida, el sabor tan espantoso de la toxina impulsa al depredador a escupirla casi al instante. La homobatracotoxina debe de actuar de modo similar en los “pájaros basura”. “En 1990 ya habíamos descubierto que el Pitohui dichrous, contenía en sus plumas y músculos una sustancia tóxica que podría funcionar como una defensa química”, dice John P. Dumbacher, del Departamento de Ecología y Evolución de la Universidad de Chicago. “Durante la re- colección y preparación de los especímenes, el veneno nos provocó entumecimiento, quemaduras y repetidos estornudos al contactar con los tejidos bucales y nasales”. Investigadores han encontrado un segundo género de ave venenosa —el Ifrita kowaldi— también conocido por los lugareños de Nueva Guinea como el “pájaro amargo”, que lleva las mismas toxinas de las ranas neotropicales cuyo veneno se utiliza en dardos por tribus de Centro y Sudamérica. Helicocuriosidades 5.o año Pitohui Ifrita kowaldi 199 CAPÍTULO 1 BIOQUÍMICA I (BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS) Conocimientos y aptitudes esperados ¾ Identifica y diferencia la composición química de la materia viva. ¾ Comprende y valora el papel biológico del agua en el ser vivo. Pitohui spp. e Ifrita kowaldi El pitohui de Nueva Guinea es la primera ave en el que se ha descubierto que utiliza veneno como medio de de- fensa. Un equipo de investigadores norteamericanos ha descu- bierto que numerosas especies de pitohui o “pájaros ba- sura”, unas aves cantoras endémicas de Nueva Guinea, utilizan veneno para defenderse de los posibles depre- dadores. El tóxico, conocido como homobatracotoxina, se concentra principalmente en las plumas y la piel del ave, aunque también puede recogerse de los músculos, el estómago y otros órganos del animal. Las plumas más tóxicas son aquellas localizados en la barriga, pecho y piernas de los pájaros. También se cree —aunque no está aún demostra- do— que las aves frotan la toxina en los huevos y en el nido, protegiéndolos de eventuales depredadores como serpientes, roedores y aves rapaces. Hasta ahora, este tipo de defensa química solo era conocida en otros organismos pero no en las aves. Curiosamente, la homobatracotoxina aislada en los pitohui pertenece a una clase de compuestos denominados batracotoxinas. Los herpetólogos pensaban que estos venenos eran exclusivos de las ranas neotropicales del género Phyllobates (Phyllobates aurotaenia) y Dendrobates. Uno solo de estos batracios, del tamaño de una lenteja, tiene en su piel veneno suficiente para matar a varias personas. Al ser ingerida, el sabor tan espantoso de la toxina impulsa al depredador a escupirla casi al instante. La homobatracotoxina debe de actuar de modo similaren los “pájaros basura”. “En 1990 ya habíamos descubierto que el Pitohui dichrous, contenía en sus plumas y músculos una sustancia tóxica que podría funcionar como una defensa química”, dice John P. Dumbacher, del Departamento de Ecología y Evolución de la Universidad de Chicago. “Durante la re- colección y preparación de los especímenes, el veneno nos provocó entumecimiento, quemaduras y repetidos estornudos al contactar con los tejidos bucales y nasales”. Investigadores han encontrado un segundo género de ave venenosa —el Ifrita kowaldi— también conocido por los lugareños de Nueva Guinea como el “pájaro amargo”, que lleva las mismas toxinas de las ranas neotropicales cuyo veneno se utiliza en dardos por tribus de Centro y Sudamérica. Helicocuriosidades 5.o año Pitohui Ifrita kowaldi 1 5to Año 6 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 200 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te Helicoteoría BIOMOLÉCULAS DEFINICIÓN Son llamadas también “principios inmediatos”. Se les de- fine a todas aquellas moléculas que las encontramos for- mando parte estructural y funcional de seres vivos. CLASIFICACIÓN 1. Inorgánicas No derivan o provienen del carbono. En su estructura molecular no encontramos enlaces covalentes uniendo carbono con carbono. Ejemplos ¾ Agua ¾ Sales inorgánicas: ClNa, CO3Ca, PO4Ca, etc. ¾ Iones inorgánicos: Cl–, Na+, Ca2+, Fe2+, etc. ¾ Gases: O2, CO2, CO 2. Orgánicas Todas ellas derivan o provienen del carbono. En su estructura molecular siempre encontramos enlaces covalentes uniendo carbono con carbono. Ejemplos ¾ Glúcidos o carbohidratos ¾ Lípidos o grasas ¾ Proteínas ¾ Enzimas (proteínas) ¾ Ácidos nucleicos: ADN y ARN AGUA DEFINICIÓN Biomolécula o principio inmediato de naturaleza inorgá- nica, es binaria porque posee H y O, y es la molécula más abundante en los seres vivos cuyo rol principal es propor- cionar un medio o ambiente acuoso indispensable donde se lleva a cabo el mayor número de procesos o reacciones bioquímicas de importancia para la vida. BIOQUÍMICA Preguntas 1. ¿Cuál es el nombre común del ave endémica de Nueva Guinea? _____________________________________________________________________________________ 2. ¿Qué tóxico utilizan las aves de Nueva Guinea? _____________________________________________________________________________________ 3. ¿En qué órganos se concentran las toxinas de dichas aves? _____________________________________________________________________________________ 4. ¿A qué grupo tóxico pertenecen los venenos de dichas aves de Nueva Guinea? _____________________________________________________________________________________ 5. ¿Qué batracios producen la toxina de dichas aves? ___________________________________________________________________________________ BIOLOGÍA 7Colegio Particular 5.o Año Compendio de CienCiAs i 201 B io l o g íA Ci en Ci A, T eC n o lo g íA y Am Bi en Te CARACTERÍSTICAS 1. Agua = Molécula covalente El oxígeno atrae a los hidrógenos y entre ellos com- parten pares de electrones generando enlaces cova- lentes que son enlaces fuertes y estables, lo que de- termina que la molécula del agua sea una molécula covalente, es decir, fuerte y estable. 2. Agua = Molécula asimétrica Los hidrógenos se distribuyen en torno al oxígeno formando ángulo de 104,5°, es decir, el agua es una molécula angular. 3. Agua = Molécula dipolar Como consecuencia de la asimetría del agua, la zona o región de los hidrógenos adquieren carga eléctrica positiva y la región del oxígeno adquiere carga eléc- trica negativa. 4. Agua = Molécula tetraédrica En el espacio tridimensional, el agua tiene la forma de un tetraedro, donde los hidrógenos se ubican en dos vértices y el oxígeno en el centro del tetraedro formando con los hidrógenos ángulo de 104,5°. PUENTES O ENLACES DE HIDRÓGENO Debido a su carácter bipolar, el agua puede atraer a otras moléculas a través de los puentes de hidrógeno, que son atracciones electrostáticas muy débiles, pero que sin em- bargo permiten unir a la molécula de agua con otras mo- léculas de agua u otras moléculas diferentes como alcoho- les, aldehídos, etc. La unión entre moléculas de agua a través de los puentes de hidrógeno recibe el nombre de cohesión molecular que es responsable de ciertas propiedades como 1. Tensión superficial Es la “resistencia” a la separación de las moléculas de agua, lo cual permite que cuerpos livianos se po- sen o suspendan sobre la superficie del agua. 2. Capilaridad Capacidad de ascender por finos tubos llamados ca- pilares. Esta propiedad permite entender en parte el ascenso del agua desde la raíz hasta las hojas en las plantas. PROPIEDADES 1. Elevado calor específico Es la capacidad del agua por absorber gran cantidad de calor, sin embargo varía muy poco su temperatu- ra, esto le permite a los seres vivos absorber grandes cantidades de calor sin que esto aumente excesiva- mente su temperatura. 2. Elevado punto de ebullición Esto quiere decir que debe absorber mucha energía antes de cambiar de estado, en consecuencia, a tem- peraturas normales el agua permanece líquida en la que se desarrolla la vida. 3. Alto calor de vaporización Esto le permite a los organismos disipar grandes cantidades de calor mediante la evaporación de pe- queñas cantidades de agua. 4. Disolvente universal El carácter bipolar del agua le permite disolver mo- léculas con cargas eléctricas opuestas disminuyendo las fuerzas de atracción entre ellas. DENSIDAD DEL AGUA Normalmente, la densidad de la mayoría de líquidos aumenta al disminuir la temperatura. En el agua ocurre algo similar, pero al llegar a los 4 °C el agua alcanza su máxima densidad, al seguir disminuyendo la temperatura la densidad del agua empieza también a disminuir y su volumen aumenta, por lo que al llegar a 0 °C se forma hielo, el cual flota sobre el agua. DISOCIACIÓN DEL AGUA El agua es una molécula estable, sin embargo, si se di- socia o “rompe”, dicha disociación se representa de la siguiente manera: 1H2O → 1H + 1OH–+ Agua OxidriloHidrogenión BIOELEMENTOS DEFINICIÓN Es aquel elemento químico (de la tabla periódica) que encontramos formando parte estructural y funcional de la materia viva. CLASIFICACIÓN Los bioelementos son aproximadamente 30, clasificados en dos grandes grupos: primarios y secundarios. 1. Primarios Son más abundantes, constituyen el 99% del peso de un ser vivo. Se subdividen en a. Básicos: C - H - O - N, llamados también or- ganógenos, porque intervienen directamente en 5to Año 8 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 202 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te la formación de las moléculas orgánicas, como glúcidos, lípidos, proteínas, etc. b. Complementarios: P - S, contribuyen en la formación de las moléculas orgánicas. 2. Secundarios Solo constituyen el 1% del peso de un ser vivo. Se subdividen en a. Macroconstituyentes: Ca - Mg - K - Cl - Na, de todos los secundarios, estos son los más abundantes. b. Microconstituyentes: Fe - Zn - Mn - Cu - Co - F - I - V, etc. Son llamados también traza, porque su presencia en los seres vivos es muy rara. ALGUNAS FUNCIONES DE LOS BIOELEMENTOS Carbono (C) Constituye el “esqueleto, armazón o columna vertebral” de las moléculas orgánicas. Hidrógeno (H) A través de enlaces covalentes se une fácilmente al carbo- no almacenando gran cantidad de energía. Oxígeno (O) Tiene por función oxidar (“destruir”) moléculas, lo que implica romper enlaces químicos liberando energía útil. El oxígeno se obtiene como producto de la fotosíntesis, que se emplea en la respiración celular. Nitrógeno (N) Elemento primordial para la formación de proteínas que son las moléculas estructurales o plásticas de los seres vivos. Fósforo (P) Interviene en la constitución de losácidos nucleicos, de los fosfolípidos, también en la transferencia de energía (ATP) en la constitución de huesos y dientes. Azufre (S) Participa en la constitución de algunas moléculas orgáni- cas como en ciertos aminoácidos. Calcio (Ca) Participa en la constitución de huesos, dientes, en la con- tracción muscular, en la coagulación sanguínea, como cofactor de algunas enzimas. Magnesio (Mg) Participa en la constitución de las moléculas de clorofila como cofactor de algunas enzimas, etc. Potasio (K) El más importante catión (K+) intracelular, participa en el equilibrio hídrico, en el impulso nervioso, en la con- tracción muscular y como cofactor. Cloro (Cl) El más importante anión (Cl–) extracelular, participa en la regulación de la presión osmótica celular. Sodio (Na) El más importante catión (Na+) extracelular, participa en la regulación de la presión osmótica celular, en la trans- misión del impulso nervioso y como cofactor. Hierro (Fe) Participa en la constitución de la hemoglobina y mioglo- bina para el transporte y almacenamiento de O2, también en la constitución de citocromos (transportadores de elec- trones). Zinc (Zn) Como catión (Zn2+) actúa como cofactor enzimático. Cobre (Cu) Actúa como constituyente de pigmentos respiratorios de algunos animales, también como cofactor enzimático. Manganeso (Mn) Como catión (Mn2+) actúa como cofactor enzimático. Cobalto (Co) Forma parte de la vitamina B12. Yodo (I) Esencial para animales superiores donde integra las hor- monas tiroides (tiroxina, triodotironina). BIOLOGÍA 9Colegio Particular 5.o Año Compendio de CienCiAs i 203 B io l o g íA Ci en Ci A, T eC n o lo g íA y Am Bi en Te Problemas resueltos 1. ¿Qué importancia biológica tiene el calcio en los se- res vivos? Resolución El calcio (Ca) es considerado bioelemento secunda- rio macroconstituyente participa en múltiples fun- ciones biológicas como la constitución del hueso y diente, en la contracción muscular, además en la cascada de la coagulación sanguínea. 2. ¿Por qué se dice que el agua es una molécula dipo- lar? Resolución El agua es una molécula asimétrica, la zona o región de los hidrógenos adquiere carga eléctrica positiva y la región del oxígeno adquiere carga eléctrica nega- tiva. 3. Es (son) considerada(s) la(s) biomolécula(s) más importante(s) y abundante(s) de los seres vivos. I. Proteínas II. Lípidos III. Agua IV. Carbohidratos V. Sacáridos Resolución El agua es la molécula más importante y abundante de los seres vivos representa el 70% y 90% de su peso corporal, imprescindible para la regulación me- tabólica y el mantenimiento de la homeostasis. Helicopráctica 1. ¿Qué estudia la bioquímica? __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 2. Mencione los biolementos primarios. __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 3. Clasifique los biolementos primarios y ejemplifique. __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 4. Relacione ambas columnas. a. Azufre ( ) P b. Fósforo ( ) S c. Hierro ( ) K d. Potasio ( ) Fe 5. Indique verdadero (V) o falso (F). ¾ El hierro compone a la hemoglobina. ( ) ¾ El carbono constituye el eje de las moléculas orgánicas. ( ) 6. Relaciona ambas columnas. a. Primarios ( ) Fe b. Complementarios ( ) K c. Macrocosntituyentes ( ) P s. Microcosntituyentes ( ) C 7. Bioelemento esencial en la constitución de la clorofila. A) Cl B) Na C) K D) Mg E) Mn 5to Año 10 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 204 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te 8. Complete el siguiente mapa conceptual. BIOLEMENTOS Se clasifica Clasifica Clasifica es eses es Nivel I 1. Estudia la composición de la materia viva. A) Biofísica B) Fisicoquímica C) Química D) Bioquímica E) Biología 2. Corresponde a un bioelemento primario. A) Ca B) Mg C) Zn D) H E) Fe Nivel II 3. Elemento químico estudiado por la química orgánica. A) C B) P C) O D) N E) Fe 4. Biomolécula orgánica que constituye la grasa corporal. A) Glúcido B) Vitamina C) Lípido D) Proteína E) Carbohidrato 5. Considerada molécula orgánica con capacidad de al- macenar información biológica. A) Glúcido B) Lípido C) Proteína D) Vitamina E) Ácido nucleico Nivel III 6. ¿Cuántos enlaces covalentes presenta la molécula de agua? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 7. ¿Por qué el agua es considerado disolvente univer- sal? A) Por contener oxígeno B) Por presentar puentes de hidrógeno C) Por poseer enlaces covalentes D) Por disolver hasta al aceite E) Por su carácter dipolar 8. ¿Cómo se define al pH? A) Potencial de hidrógenos B) Potencial de iones C) Es la concentración de OH– en una solución D) Potencial de hidratos E) Concentración de H+ en una solución Preguntas resueltas correctamente V.o B.o Profesor Helicotaller BIOLOGÍA 11Colegio Particular 5.o Año Compendio de CienCiAs i 205 B io l o g íA Ci en Ci A, T eC n o lo g íA y Am Bi en Te Autoevaluación Nivel I 1. Las biomoléculas orgánicas en su mayoría están for- mando enlaces covalentes de tipo A) hidrógeno - oxígeno. B) carbono - oxígeno. C) carbono - nitrógeno. D) carbono - carbono. E) oxígeno - nitrógeno. 2. Si el valor de pH de una sustancia es 7, entonces decimos que la sustancia es A) ácida. B) muy ácida. C) alcalina. D) muy alcalina. E) neutra. 3. Son bioelementos organógenos a excepción del A) carbono. B) hidrógeno. C) calcio. D) oxígeno. E) nitrógeno. Nivel II 4. Constituye moléculas energéticas como el ATP. A) Calcio B) Fósforo C) Hierro D) Magnesio E) Sodio 5. Se encuentra constituyendo los huesos y dientes. A) Manganeso B) Yodo C) Cobre D) Flúor E) Potasio 6. No es una biomolécula orgánica. A) Proteína B) Lípido C) Carbohidrato D) Ácido nucleico E) Agua Nivel III 7. Sustancia con alta concentración de hidrogeniones (H+). A) Ácido B) Base C) Álcali D) Agua E) Sal 8. El HCl en el estómago tiene un pH de 1,2, esto quie- re decir que es una sustancia A) muy básica. B) poco alcalina. C) muy ácida. D) poco ácida. E) muy alcalina. Desafío helicoidal Biolementos y biomoléculas 9. ¿Cuál es el ángulo formado entre los hidrógenos y el átomo de oxígeno en el agua? 10. ¿Qué es un buffers? __________________________________________ __________________________________________ 11. Si el pH de una sustancia es 8, ¿cuál será su pOH? 5to Año 12 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 206 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te Síntesis BIOELEMENTOS Primarios Básicos Ejemplos Ejemplos Ejemplos Ejemplos Complementarios Macroconstituyentes Microconstituyentes Secundarios • C, H, O, N • Ca, Mg, Na, Cl, K • Fe, Zn, Mn, Cu, Co, F, I, V • P, S 13Colegio Particular 207 Crucigrama A A O K F H Z C E W Q A S L Ñ N E L G D J X B U R F D G C A T J Ñ S G P E P T I D I C O N I A D V P R O L I N A K H L I C A M I N O A C I D O S J A B U N J S I T F C T Y P M A G O E I I T U E N Z I M A S N E L R R H E V I S H N R I I O N G P B J C R N C K D J E O Q O O O I K J I A J J D K C E W P M S F O U S A N I T A R E U Q E M I O S I N A D J K N K J N H ¾ Fibrina ¾ Colágeno ¾ Proteína ¾ Enzimas ¾ Prolina ¾ Aminoácidos ¾ Peptídico ¾ Queratina ¾ Anticuerpos ¾ Miosina ¾ Hemoglobina Helicocuriosidades CAPÍTULO 2 BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS (GLÚCIDOS, LÍPIDOS, PROTEÍNAS, ÁCIDOS NUCLEICOS) 1.er año Conocimientos y aptitudes esperados ¾ Identifica, clasifica a las biomoléculas orgánicas. ¾ Comprende y valora la importancia biológica de las biomoléculas or-gánicas. 5.o año 207 Crucigrama A A O K F H Z C E W Q A S L Ñ N E L G D J X B U R F D G C A T J Ñ S G P E P T I D I C O N I A D V P R O L I N A K H L I C A M I N O A C I D O S J A B U N J S I T F C T Y P M A G O E I I T U E N Z I M A S N E L R R H E V I S H N R I I O N G P B J C R N C K D J E O Q O O O I K J I A J J D K C E W P M S F O U S A N I T A R E U Q E M I O S I N A D J K N K J N H ¾ Fibrina ¾ Colágeno ¾ Proteína ¾ Enzimas ¾ Prolina ¾ Aminoácidos ¾ Peptídico ¾ Queratina ¾ Anticuerpos ¾ Miosina ¾ Hemoglobina Helicocuriosidades CAPÍTULO 2 BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS (GLÚCIDOS, LÍPIDOS, PROTEÍNAS, ÁCIDOS NUCLEICOS) 1.er año Conocimientos y aptitudes esperados ¾ Identifica, clasifica a las biomoléculas orgánicas. ¾ Comprende y valora la importancia biológica de las biomoléculas or- gánicas. 5.o año 2 5to Año 14 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 208 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te Helicoteoría LOS GLÚCIDOS DEFINICIÓN Son moléculas orgánicas ternarias (compuestas de CH u O), algunas contienen N y S. IMPORTANCIA Son fuente de energía inmediata para los seres vivos, como es el caso de la glucosa. Almacena en sus enlaces grandes cantidades de energía como en el almidón (vegetales) y el glucógeno (animales). Constituyen estructura de sostén y protección en los seres vivos como la celulosa (pared celular vegetal) y la quitina (exoesqueleto de artrópodos y pared celular de los hongos). CLASIFICACIÓN a. Monosacáridos u osas Son las unidades básicas de los carbohidratos, son dulces, sólidos, cristalinos y solubles en agua. Monosacáridos Pentosas Ribosa Desoxirribosa Glucosa Fructosa Galactosa Hexosas b. Disacáridos Son aquellos carbohidratos que se forman por condensación de monosacáridos simples. Disacáridos importantes Maltosa (glucosa+glucosa) (galactosa+glucosa) (glucosa+glucosa) (glucosa+fructosa)Sacarosa Lactosa Celobiosa c. Polisacáridos Son glúcidos formados por muchas unidades de monosacáridos, unidos por enlaces glucosídicos alfa o beta, dentro de ellos son importantes el almidón, el glucógeno, la inulina, la celulosa, la quitina, la pectina, la hemicelulosa. Polisacáridos importantes Almidón polímeros de glucosas reserva en el hígado en el exosqueleto de insectos Quitina Glucógeno BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS BIOLOGÍA 15Colegio Particular 5.o Año Compendio de CienCiAs i 209 B io l o g íA Ci en Ci A, T eC n o lo g íA y Am Bi en Te LOS LÍPIDOS DEFINICIÓN Los lípidos son biomoléculas orgánicas ternarias formadas básicamente por CHO. Además, pueden contener también P y N. IMPORTANCIA ¾ Almacenan en sus enlaces gran cantidad de energía, aún más que los glúcidos. ¾ Son constituyentes fundamentales de la membrana celular. ¾ Constituyen hormonas sexuales. ¾ Constituyen vitaminas (A, D, E, K). ¾ Producen aislamiento térmico y amortiguación al ubicarse debajo de la piel. ¾ Protegen la superficie de organismos vegetales y animales (las ceras). a. Alcoholes Son cadenas hidrocarbonadas que presentan como grupos funcionales a los oxidrilos. Ejemplo: glicerol. b. Ácidos grasos Son moléculas hidrocarbonadas de cadena larga, pueden ser 5to Año 16 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 210 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te ¾ Saturados: Enlace covalente simple: sebos (animales). ¾ Insaturados: Enlace covalente doble: aceites (plantas y animales). CLASIFICACIÓN a. Lípidos simples ¾ Triglicéridos Son compuestos formados por una molécula de glicerol y tres ácidos grasos. GLICEROL Los animales almacenan lípidos Adipocito con una gota de grasa Ácidos grasos ¾ Céridos o ceras Formados por un ácido graso y un alcohol de alto peso molecular. Fruto ALCOHOL CERA Esfingocina Ave Ácido graso b. Lípidos complejos ¾ Fosfolípidos Lípidos constituidos por ácidos grasos, un alcohol, ácido fosfórico y otras moléculas (generalmente nitrogena- das). Son importantes como componentes de las membranas celulares. c. Lípidos derivados ¾ Esteroides El colesterol Es un esterol precursor de hormonas esteroideas y ácidos biliares. ¾ Isoprenoides o terpenos Cumplen funciones muy variadas como las esencias vegetales (mentol, geranio, limonero, alcanfor, eucalipto, vainilla), vitaminas (vitaminas A, E, K), pigmentos vegetales (carotenos y xantófila) transportadores de elec- trones (ubiquinonas). BIOLOGÍA 17Colegio Particular 5.o Año Compendio de CienCiAs i 211 B io l o g íA Ci en Ci A, T eC n o lo g íA y Am Bi en Te PROTEÍNAS DEFINICIÓN Son macromoléculas orgánicas, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P). ¿QUÉ SON LOS AMINOÁCIDOS? Son sustancias cristalinas, casi siempre de sabor dulce. Los aminoácidos se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (–COOH) y un grupo amino (–NH2). ENLACE PEPTÍDICO ' ' NIVELES DE ORGANIZACIÓN Ejemplos: Ejemplos: ESTRUCTURA PRIMARIA Es la secuencia específica de aminoácidos. ESTRUCTURA SECUNDARIA Es el enrollamiento o plegamiento de ciertas partes del polipéptido. ESTRUCTURA TERCIARIA Es la forma tridimensional de un polipép- tido. ESTRUCTURA CUATERNARIA Si la proteína posee más de una cadenapo- lipeptídica o subunidad. Ejemplo: hemoglo- bina. Cadena polipeptídica Cadena polipeptídica H NH2 R aC COOH Aminoácido 5to Año 18 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 212 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te CLASIFICACIÓN ¾ Por su composición a. Simples (holoproteínas) Formadas solo por aminoácidos. Entre estos están la albúmina, insulina, miosina, fibrina, histonas, etc. b. Conjugadas (heteroproteínas) Formadas por aminoácidos unidos a algún componente orgánico o inorgánico, al que se le llama grupo prosté- tico. Entre estas tenemos a la hemoglobina, mioglobina, caseína, hemocianina, interferón, etc. ¾ Por su forma a. Fibrosas Son de forma alargada, a modo de filamentos. Entre éstas están el colágeno, queratina y elastina. b. Globulares Son de forma redondeada y compacta. Entre estas tenemos las enzimas, globulinas y albúminas. ÁCIDOS NUCLEICOS IMPORTANCIA 1. Almacenan y transmiten información genética. Espermatozoide Óvulo Cigoto 2. Dirigen la biosíntesis de todas las proteínas celulares. ' ' DEFINICIÓN Son biopolímeros formados por unidades o monómeros, que son los nucleótidos. Los nucleótidos están formados por la unión de 1) una pentosa, que puede ser la D-ribosa en el ARN; o la D-2-desoxirribosa en el ADN. HO Ribosa Desoxirribosa OH OHOH O H H H H HO OH HOH O H H H H BIOLOGÍA 19Colegio Particular 5.o Año Compendio de CienCiAs i 213 B io l o g íA Ci en Ci A, T eC n o lo g íA y Am Bi en Te 2) Una base nitrogenada, que puede ser: púrica, como la guanina (G) y la adenina (A) o pirimidínica, como la timina (T), citosina (C) y uracilo (U). N N C 4 4 5 2 4 2 2 4 1 2 3 6 5 6 6 6 2 7 8 93 2 1 4 53H CO CH CH NH2 NH2 HN N C O H CO CH CH HN N C O H CO CH C CH H N N C H HC CH CH CH N N N C N H HC C C H CH N N N C N HC C C O H CH HN H N N N C N C C C 2 PIRIMIDA PURINA ADENINA (6-aminopurina) GUANINA (2-amino-6-oxipurina) CITOSINA (2-oxi-4-aminopirimidina) TIMINA (5-metil-2, 4-dioxipirimidina) URACILO (2, 4-dioxipirimidina) 3) Ácido fosfórico, que en la cadena de ácido nucleico une dos pentosas a través de una unión fosfodiéster. Esta unión se hace entre el C-3' de la pentosa, con el C-5' de la segunda. OH OH OHO P Ácido ortofosfórico POLIMERIZACIÓNLos nucleótidos se unen mediante el enlace fosfodiéster para formar largas cadenas de polinucleótidos. ' ' ' ' ' Enlace fosfodiéster ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO O ADN Está formado por la unión de muchos desoxirribonucleótidos. La ma- yoría de las moléculas de ADN poseen dos cadenas antiparalelas unidas entre sí mediante las bases nitrogenadas, por medio de puentes de hi- drógeno. La adenina enlaza con la timina, mediante dos puentes de hidrógeno, mientras que la citosina enlaza con la guanina, mediante tres puentes de hidrógeno. Diámetro del ADN (20 Å) L on gi tu d de u na v ue lt a de h él ic e (3 4, 0 Å ) D istancia entre un par de bases (3,4 Å ) Difracción de rayos X de ADN extraido del timo de ternera. 5to Año 20 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 214 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN 34 Å 3.4 Å 10 Å ÁCIDO RIBONUCLEICO O ARN Está formado por la unión de muchos ribonucleótidos, los cuales se unen entre ellos mediante enlaces fosfodiéster. Están formados por una sola cadena. CLASIFICACIÓN DE LOS ARN A. ARN MENSAJERO (ARNm) Se le llama mensajero porque transporta la información necesaria para la síntesis proteica. B. ARN RIBOSÓMICO (ARNr) Forma parte de las subunidades ribosómicas cuando se une con muchas proteínas. C. ARN TRANSFERENTE (ARNt) Su misión es unir aminoácidos y transportarlos hasta el ARNm para sintetizar proteínas. BIOLOGÍA 21Colegio Particular 5.o Año Compendio de CienCiAs i 215 B io l o g íA Ci en Ci A, T eC n o lo g íA y Am Bi en Te Problemas resueltos 1. ¿Cómo se define a los glúcidos? Resolución Son moléculas orgánicas ternarias, formadas por C, H y O; químicamente se define como moléculas po- lihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. 2. ¿Qué importancia biológica presentan los lípidos? Resolución ¾ Representa nuestra principal fuente de energía a largo plazo. ¾ Constituyente principal de las membranas bio- lógicas. ¾ Producen aislamiento térmico y amortigua- miento al ubicarse debajo de la piel. 3. Representan a las unidades básicas de toda proteína o péptido. I. Aminoácidos II. Nucleótidos III. Ácidos grasos IV. Monosacáridos V. Glicerol Resolución Todo péptido está formado por unidades elementales denominadas aminoácidos; se sabe que son veinte los aminoácidos proteicos. Helicopráctica 1. ¿Qué es un glúcido? __________________________________________ __________________________________________ 2. Mencione la función biológica de la glucosa. __________________________________________ __________________________________________ 3. Cuáles son las fuentes de Maltosa: __________________________________ _________________________________________ Lactosa: __________________________________ _________________________________________ 4. ¿Qué función desempeñan los triglicéridos? __________________________________________ __________________________________________ 5. Relacione. a. Triglicérido ( ) Hormona sexual b. Cera ( ) Aceite vegetal c. Fosfolípido ( ) Cubierta protectora d. Esteroide ( ) Membrana celular 6. Indique verdadero (V) o falso (F). ¾ El colágeno es una proteína estructural. ( ) ¾ La actina y miosina son proteínas típicas de los huesos. ( ) 7. Complete el mapa conceptual. Ácidos nucleicos Función Función Tipos 5to Año 22 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 216 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te Nivel I 1. Biomolécula orgánica, representa fuente de energía inmediata para los seres vivos. A) Glúcidos B) Lípidos C) Proteínas D) Ácidos nucleicos E) Vitaminas 2. Biomolécula orgánica, representa nuestra grasa cor- poral en los humanos. A) Glúcidos B) Lípidos C) Proteínas D) Ácidos nucleicos E) Vitaminas Nivel II 3. Molécula orgánica el cual se encuentra formando parte estructural de los cuernos, pelos, uñas en los animales. A) Glúcidos B) Lípidos C) Proteínas D) Ácidos nucleicos E) Vitaminas 4. Almacena información biológica codificada en su estructura. A) Glúcidos B) Lípidos C) Proteínas D) Ácidos nucleicos E) Vitaminas 5. Representan las unidades básicas de todo ácido nu- cleico. A) Monosacáridos B) Ácidos grasos C) Aminoácidos D) Nucleótidos E) Triglicéridos Nivel III 6. Monosacárido representante, principal fuente de energía para las células. A) Glucosa B) Galactosa C) Fructosa D) Almidón E) Glucógeno 7. Representa(n) la grasa animal y aceite vegetal. A) Almidón B) Triglicéridos C) Ceras D) Colesterol E) Esteroides 8. Proteína(s) sanguínea(s), integrada(s) en los eritroci- tos (glóbulos rojos). A) Colágeno B) Queratina C) Hemoglobina D) Anticuerpos E) Miosina 8. Mencione tres diferencias del ADN y ARN. ADN ARN ¾ _________________________________________ _________________________________________ ¾ _________________________________________ _________________________________________ ¾ _________________________________________ _________________________________________ ¾ _________________________________________ _________________________________________ ¾ _________________________________________ _________________________________________ ¾ _________________________________________ _________________________________________ Preguntas resueltas correctamente V.o B.o Profesor Helicotaller BIOLOGÍA 23Colegio Particular 5.o Año Compendio de CienCiAs i 217 B io l o g íA Ci en Ci A, T eC n o lo g íA y Am Bi en Te Autoevaluación Nivel I 1. Disacárido más dulce, cuya fuente representan los frutos. A) Maltosa B) Lactosa C) Fructosa D) Sacarosa E) Glucosa 2. Polisacárido estructural, compone la pared celular vegetal. A) Glucógeno B) Almidón C) Celulosa D) Sacarosa E) Lactosa 3. Lípidos derivados ubicados en la vitamina D y hor- monas sexuales. A) Triglicéridos B) Fosfolípidos C) Prostaglandinas D) Cera E) Esteroides Nivel II 4. Proteína transportadora de gases (O2/CO2). A) Colágeno B) Amilasa salival C) Miosina D) Hemoglobina E) Insulina 5. Proteína del complejo antígeno-anticuerpo. A) Hemoglobina B) Inmunoglobulina C) Miosina D) Colágeno E) Insulina 6. Representa las unidades básicas de toda proteína. A) Monosacárido B) Glicerol C) Ácido graso D) Nucleótido E) Aminoácido Nivel II 7. Es (son) la(s) unidade(s) básica(s) de los ácidos nu- cleicos. A) Nucleótido B) Nucleósidos C) Aminoácidos D) Monosacáridos E) Glicerol 8. Es una base nitrogenada no ubicada en el ADN. A) Adenina B) Guanina C) Citocina D) Uracilo E) Timina Desafío helicoidal 1. ¿Qué función desempeña la ribulosa? __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 2. Mencione la importancia biológica de los isoprenoi- des o terpenos. __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 3. ¿Cuál será la importancia de la ptialina o amilasa salival? __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 5to Año 24 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 218 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te Síntesis GLÚCIDOS Monosacáridos Ejemplos • Glucosa • Fructosa • Galactosa Ejemplos • Almidón • Glucógeno • Celulosa Ejemplos • Lactosa • Maltosa • Sacarosa Polisacáridos Disacáridos LÍPIDOS Simples Ejemplos • Triglicéridos • Ceras Ejemplos • Fosfolípidos • Glucolípidos Complejos 25Colegio Particular 219 Crucigrama S I D A Y S E O Y E R E O R U Y O P U L A R T Y U L O S C T H S H B T U T O N O G L H PN Y O G A F O T I F Q A H O A D O O E R E R O L A K K A E O R U E R Y O P Q F R I L R L D L U A A U Ñ E F J F L F Y G T B P Y U Ñ H G A B Y A D T O G U U I R R O T A A G L V A R I C E L A H M I B A C T E R I O F A G O O U I H K C P F Q T D F G J P G H R S S R I L A E U T Z U P B U T H N A O A S N O U I Y A U O V U P Q E P D E L R E A E G U E T O C N P R T O K N N L P I E O R U A U A A U R Q A U T A S B I N X C N N D A O A G R U U R S E J J I O D V P Y H U S T M U B P E A Y V J U Q U I Y A Y P O Y E Y E D I S P A C T B Ñ U K R I G L Y E T S O U O Q U E Q U Y A S J L N Y A Z U O O U A D I E O R O E L U E Y H E P A T I T I S N S H L P ¾ Virus ¾ ARN ¾ ADN ¾ Cápside ¾ Bacteriófago ¾ Fitófago ¾ Zoófago ¾ Micófago ¾ Sida ¾ Varicela ¾ Ébola ¾ Rabia ¾ Sarampión ¾ Hepatitis ¾ Gripe Helicocuriosidades CAPÍTULO 3 VIRUS 1.er año Conocimientos y aptitudes esperados ¾ Comprende y conoce las características generales de los virus. ¾ Entiende y valora la importancia del sida como enfermedad. 5.o año 219 Crucigrama S I D A Y S E O Y E R E O R U Y O P U L A R T Y U L O S C T H S H B T U T O N O G L H P N Y O G A F O T I F Q A H O A D O O E R E R O L A K K A E O R U E R Y O P Q F R I L R L D L U A A U Ñ E F J F L F Y G T B P Y U Ñ H G A B Y A D T O G U U I R R O T A A G L V A R I C E L A H M I B A C T E R I O F A G O O U I H K C P F Q T D F G J P G H R S S R I L A E U T Z U P B U T H N A O A S N O U I Y A U O V U P Q E P D E L R E A E G U E T O C N P R T O K N N L P I E O R U A U A A U R Q A U T A S B I N X C N N D A O A G R U U R S E J J I O D V P Y H U S T M U B P E A Y V J U Q U I Y A Y P O Y E Y E D I S P A C T B Ñ U K R I G L Y E T S O U O Q U E Q U Y A S J L N Y A Z U O O U A D I E O R O E L U E Y H E P A T I T I S N S H L P ¾ Virus ¾ ARN ¾ ADN ¾ Cápside ¾ Bacteriófago ¾ Fitófago ¾ Zoófago ¾ Micófago ¾ Sida ¾ Varicela ¾ Ébola ¾ Rabia ¾ Sarampión ¾ Hepatitis ¾ Gripe Helicocuriosidades CAPÍTULO 3 VIRUS 1.er año Conocimientos y aptitudes esperados ¾ Comprende y conoce las características generales de los virus. ¾ Entiende y valora la importancia del sida como enfermedad. 5.o año 3 5to Año 26 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 220 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te Helicoteoría 1. DEFINICIÓN ¾ Son complejos supramoleculares nucleoprotei- cos con capacidad infectante. ¾ Parásitos intracelulares obligados. 2. ESTRUCTURA Poseen una cubierta proteica llamada cápside que envuelve un ácido nucleico denominado material ge- nético. La cápside, está constituida por la unión de muchos capsómeros, de naturaleza proteica, ellos se dispo- nen adoptando formas: icosaédricas, esféricas y tu- bulares. El material genético, o también llamado genoma, puede ser ADN o ARN, nunca los dos juntos. Este material lleva los genes que inducen su replicación dentro de la célula infectada. Virus Microtabiote, toxina, veneno, virión. Jenner (viruela), Pasteur (rabia), Ivanowsky (VMT); Stanley (cristalizó al VMT) Salk y Sabin (polio). Supramoléculas heterogéneas formadas de ácido nu- cleico y proteínas (nucleoproteínas). Además presentan una envoltura de la célula que invade constituida de lípidos y glucoproteínas (es- pículas). Rodea a la nucleocápside y participa en la adherencia (virus de gripe). Son ultramicroscópicos (submicroscópicos) parvovi- rus (20 nm), poxvirus (200-250 nm). Atraviesan el papel de filtro. Forma: icosaédrica, helicoidal, mix compleja. Parásitos intracelulares (endoparásitos), replicándo- se dentro de las células de ¾ Vegetales: fitófago ¾ Animales: zoófago ¾ Hongos: micófago ¾ Bacterias: bacteriófago VIRUS BIOLOGÍA 27Colegio Particular 5.o Año Compendio de CienCiAs i 221 B io l o g íA Ci en Ci A, T eC n o lo g íA y Am Bi en Te ¾ Ser humano: • Virus dermátropos (piel) • Virus neurotropos (sistema nervioso) • Virus viscerotropos (vísceras) • Virus adenatropos (glándulas) • Virus hematropos (sangre) • Virus neumatropos (pulmón) • Virus linfotropos (defensas) (inmunótropo) Son termosensibles, sensibles a la lejía. Son altamente mutantes. Son específicos al atacar a una determinada célula. 3. CARACTERÍSTICAS a. Ultramicroscópicos Son extremadamente pequeños, su tamaño os- cila entre décimas y centésimas de micra (1 micra = m; m = 1/1000 mm). Lo cual in- dica que pueden ser relativamente visibles a la microscopía electrónica. Por lo tanto son filtra- bles, es decir, atraviesan los filtros de porcela- na que retienen a las bacterias. b. Carecen de metabolismo Es una generalidad la ausencia de enzimas di- gestivas, por lo tanto están en la imposibilidad de realizar reacciones metabólicas. Como con- secuencia, para poder multiplicarse recurren necesariamente a los componentes metabólicos de la célula huésped, siendo por lo tanto consi- derados parásitos celulares obligados. c. Termosensibilidad Dada su condición química nucleoproteica, los virus, al ser sometidos en condiciones de labo- ratorio, a elevadas temperaturas, se consiguió que sus macromoléculas constituyentes, se des- organizaran al punto de perder toda opción de volver a infectar. d. Cristalización Una vez que la célula ha muerto, los nuevos virus salen en “búsqueda” de nuevas células para continuar con su propagación. Pero aque- llos virus que no alcanzan alguna célula, pasan una situación muy especial, se transforman en una delgadísima capa cristalina orgánica. e. Capacidad mutágena El material genético de los virus: ADN o ARN, está sujeto a cambios estructurales que conlle- van a la transformación de la cápside, esto ocu- rre cuando los virus han realizado varias infec- ciones en un tiempo considerable. 4. CLASIFICACIÓN a. Por el tipo de material genético ¾ Si presentan ADN: Desoxivirus. Ejemplo: poxvirus, adenovirus, herpesvirus, papo- virus. ¾ Si presentan ARN: Ribovirus. Ejemplo: paramixovirus, reovirus, togavirus, pi- cornavirus. b. Por el tipo de célula que infectan ¾ Bacterias: Bacteriófagos ¾ Animal: Zoófagos ¾ Vegetal: Fitófagos ¾ Hongo: Micófagos c. Por la especificidad del sistema atacado: ¾ Sistema nervioso: neurotrópicos. Ejemplo: poliomielitis. ¾ Sistema inmune: inmunotrópicos. Ejemplo: SIDA. ¾ Piel y faneras: dermatrópicos. Ejemplo: varicela. ¾ Órganos: organotrópicos. Ejemplo: hepatitis (hígado). FISIOLOGÍA VÍRICA Se cumple por medio de los procesos denominados ¾ Ciclo lítico Este proceso se cumple en los siguientes pasos: a. Adsorción: Momento cuando el virus se adhie- re sobre la superficie externa de la célula hués- ped, realizándose de dos maneras diferentes: ¾ Mecánica: Cuando el virus, mediante una serie de “ganchos” se afirma a la pared celular de su víctima. ¾ Química: Cuando la cápside viral se com- plementa molecularmente con la membra- na plasmática de la célula. 5to Año 28 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 222 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te b. Penetración: Se considera al ingreso del ma- terial genético viral al interior de la célula. El material genético o genoma viral puede ser ADN o ARN. c. Replicación: El genoma viral se multiplica muchas veces a costa del material genético ce- lular y del metabolismo de la célula. d. Ensamblaje: Los ribosomas de la célula se “encargarán” posteriormente de la síntesis de proteínas que terminarán constituyendo la cáp- side de cada futuro virus. e. Lisis: Los nuevos virus están listos para esca- par de la célula, haciéndola “estallar” (lisis) previamente. Los virus libres van en búsqueda de nuevas células para repetir la escena. ¾ Ciclo lisogénico Ocurren prácticamente los mismos pasos, pero con algunas variantes que pasamos a comentar a. Adsorción y penetración: Suceden los mismos acontecimientos descritos en 4.1 a y b.b. Hibridización: El genoma viral pasa a incor- porarse al material genético de la célula, for- mándose un “híbrido genético”. En esta situa- ción puede permanecer el genoma viral, por un tiempo casi indeterminado; reactivándose con la llegada de ciertos factores condicionantes. c. Multiplicación celular: Las células invadidas se multiplican mitóticamente “arrastrando” en cada célula hija el genoma viral. Sabías que... La era del sida empezó oficialmente el 5 de junio de 1981, cuando el Center for Disease Control and Preven- tion (Centro para la Prevención y Control de Enfermedades) de Estados Unidos convocó una conferencia de prensa donde describió cinco casos de neumonía por Pneumocystis carinii en Los Ángeles. Al mes siguiente se constataron varios casos de sarcoma de Kaposi, un tipo de cáncer de piel. Las primeras constataciones de estos casos fueron realizadas por el Dr. Michael Gottlieb de San Francisco. Pese a que los médicos conocían tanto la neumonía por Pneumocystis carinii como el sarcoma de Kaposi, la aparición conjunta de ambos en varios pacientes les llamó la atención. La mayoría de estos pacientes eran hombres homosexuales sexualmente activos. Virión (fago virulento) LISOZIMA Fantasma del fago permanece fuera Cuerpo de Bollinger (de Negri; Guarnieri) Bacteria Escherichia coli Bacilus subtilis ANV ANV ADNB ADNB 1 1 Cristal orgánico Espermina Leyenda Interferón Ribosoma Ácido nucleico viral ADN bacteriano 2 2 Adsorción (fijación) 3 3 Viropexis (inyección) 44 Síntesis de moléculas orgánicas (inducción, replicación) 5 5 Ensamblaje 6 6 Liberación (de los virus) Gracias a endolisias, neuraminidasas Proceso Ciclo lítico del virus BIOLOGÍA 29Colegio Particular 5.o Año Compendio de CienCiAs i 223 B io l o g íA Ci en Ci A, T eC n o lo g íA y Am Bi en Te d. Eclipse: Este material permanece sin manifes- tarse pasando los futuros virus desapercibidos, no se los nota cuando se realiza un análisis. e. Lisis: Dada las condiciones adecuadas, el ge- noma viral “despierta” provocando la muerte de la célula y su posterior salida. VIRUS DE INMUNODEFICIENCIA HUMANA (VIH) 1. Definición Es un retrovirus del grupo de los lentivirus, y es el agente etiológico (causal) del síndrome de inmuno- deficiencia adquirida (sida). El sida fue reconocido como síndrome en 1981, pero el VIH fue identificado como agente causal en 1984. 2. Estructura del VIH Tiene un diámetro de 100 nm. Presenta una cubierta compuesta por una bicapa lipídica con glucoproteí- Core (p24) gp41gp20 ARN (1 hebra) Transcriptasa reversa 80 a 120 nm VIH (HTLV o virus LAV) Bicapa lipídica Integrasa p18 Ciclo lisogénico HIBRIDACIÓN 1 2 3 4 Transducción Sistema de intercambio de ADN entre bacterias diferentes con participación de los virus. ADNB Bacteria X Bacteria X Bacteria X El virus se comporta como un vector de transporte de información genética CICLO LISÓGENO CICLO LÍTICO Rad. UV nas incrustadas en ella. Esta cubierta envuelve al core, que está formado por el ARN del virus (ma- terial genético) y las enzimas transcriptasa inversa (retrotranscriptasa) y la integrasa rodeadas por una capa de proteínas. Modo de acción del VIH El VIH presenta una gran afinidad por los recepto- res CD4 de los linfocitos o macrófagos (células del sistema inmune) la infección ocurre de la siguiente manera: 5to Año 30 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 224 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te a. El VIH se adhiere al receptor CD4 del linfocito T4, para inyectar el core, al citoplasma celular. b. Quedan libres el ARN viral y las enzimas: transcriptasa reversa y la integrasa. Ocurre la transcripción invertida, sintetizándose ADN viral a partir del ARN viral, con ayuda de la transcriptasa reversa. c. Ahora el ADN viral, ingresa al núcleo, “hibri- dizándose” con el ADN celular, dándose inicio a la síntesis de proteínas virales, así mismo de ARN virales. d. En el citoplasma, sucede el ensamblaje de las nuevas cápsides y de sus cores, todo aquello queda listo para la “salida” de los nuevos virus por evaginaciones de la membrana celular cuan- do se produce la lisis de las células infectadas. Todos los tipos celulares que poseen en su membrana el antígeno CD4, son susceptibles de ser infectados por el VIH. Así tenemos a: linfocitos T cooperadores, monocitos, macró- fagos tisulares, células epiteliales de Langer- hans y células de la microglía cerebral. Complejo de preintegración ARN vírico ADN vírico ADN del huésped Transcriptasa inversa Integrase Nuevo ARN viral Virión maduro gp120 CD4 VIH Co-receptor (CCR5 o CXCR4) Célula huésped Fusión del VIH a la superficie de la célula huésped. 1 El ADN viral se forma por transcrip- ción inversa. 3 El ADN viral es transportado a través del núcleo y se integra en el ADN del anfitrión. 4 Nuevos ARN virales se utilizan como ARN genómico para producir proteínas virales. 5 Nuevos ARN virales y proteínas se mueven a la superficie celular para nuevas formas in- maduras, VIH. 6 El virus madura por la proteasa de libera- ción de proteínas del VIH individuales. 7 ARN del VIH, la transcriptasa inversa, integrasa y otras proteínas virales entran en la célula huésped. 2 BIOLOGÍA 31Colegio Particular 5.o Año Compendio de CienCiAs i 225 B io l o g íA Ci en Ci A, T eC n o lo g íA y Am Bi en Te Problemas resueltos 1. ¿Qué son los virus? Resolución Son complejos supramoleculares nucleproteicos con capacidad infectante. 2. Mencione tres características de los virus. Resolución • Son ultramicroscópicos. • Carecen de metabolismo. • Alta capacidad mutagénica. 3. La hepatitis se clasifica, según el sistema atacado como virus I. neurotrópico. II. dermatrópico. III. organotrópico. IV. inmunotrópico. V. fitófago. Resolución La hepatitis es una enfermedad vírica el cual ataca a los órganos como el hígado, por ello es considerado virus organotrópico. Helicopráctica 1. Defina a un virus. __________________________________________ __________________________________________ 2. Mencione tres características de los virus. __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 3. Relacione. a. Fitófago ( ) Bacteria b. Zoófago ( ) Hongos c. Micófago ( ) Animal d. Bacteriófago ( ) Plantas 4. En el siguiente esquema del virus, completa las par- tes señaladas. 5. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda. ¾ La varicela es un virus. ( ) ¾ El virus de la rabia es neurotrópico. ( ) 6. Complete el mapa conceptual. Virus Clasificación según la célula infectada 7. Mencione seis enfermedades producidas por virus. ¾ _______________________________________ ¾ _______________________________________ ¾ _______________________________________ ¾ _______________________________________ ¾ _______________________________________ ¾ _______________________________________ 8. ¿Qué significa sida? __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 5to Año 32 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 226 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te Nivel I 1. Se definen como asociaciones supramoleculares. A) Ribosomas B) Células C) Virus D) Tejidos E) Bacterias 2. La cubierta proteica externa de todo virus se deno- mina A) ácido nucleico. B) cápside C) cuello. D) placa basal. E) fibra. Nivel II 3. Es una parte del virus, excepto A) cápside. B) ARN. C) ADN. D) capsómero. E) membrana celular. 4. Virus encargados de parasitar bacterias. A) Fitófago B) Bacteriófago C) Zoófago D) Micófago E) Dermatropo 5. Los virus, según el órgano que atacan, seclasifican en, excepto A) dermatropo. B) neurotropo. C) linfatropo. D) bacteriófago. E) hematropo. Nivel III 6. El sida es un ejemplo de enfermedad A) inmunotrópica. B) dermatrópica C) neurotrópica. D) organotrópica. E) viscerotrópica. 7. La poliomielitis es una enfermedad de tipo A) inmunotrópico. B) dermatrópico. C) organotrópico D) viscerotrópico E) neurotrópico. 8. Los virus que atacan a los vegetales se denominan A) fitófagos. B) micófagos. C) inmunotrópicos. D) bacteriofágos. E) dermatrópicoss Preguntas resueltas correctamente V.o B.o Profesor Helicotaller BIOLOGÍA 33Colegio Particular 5.o Año Compendio de CienCiAs i 227 B io l o g íA Ci en Ci A, T eC n o lo g íA y Am Bi en Te Autoevaluación Nivel I 1. Las primeras partículas virales observadas corres- pondieron al virus A) del mosaico del tabaco. B) de la viruela. C) de la rubeola. D) de la rabia. E) de la hepatitis. 2. Se considera a los virus como parásitos intracelula- res obligados porque A) son ultramicroscópicos. B) fuera de las células se reducen a moléculas iner- tes. C) solo se replican en la células con metabolismo activo. D) A y B E) B y C 3. La primera etapa de la infección viral es la interac- ción de un virión con A) una cadena de ADN de la célula huésped. B) la maquinaria enzimática en el citoplasma celu- lar. C) un repetor específico de la superficie celular. D) un ARN de tranferencia celular. E) una enzima retrotranscriptasa celular. 4. La cubierta proteica viral que envuelve un ácido nu- cleico se denomina A) virión. B) vaina. C) fibra. D) cápside. E) genoma. Nivel II 5. Corresponden a virus cuya vía de transmisión es por contacto sexual, excepto A) herpes simple. B) virus del papiloma. C) VIH. D) hepatitis B. E) virus de la influenza. 6. Enfermedad viral infecciosa que afecta al sistema nervioso central, dando lugar a una parálisis. A) Varicela B) Conjuntivitis C) Hepatitis B D) Poliomielitis E) Fiebre amarilla Nivel III 7. Enfermedad viral, febril aguda, transmitida por mosquitos. A) Influenza B) Conjuntivitis C) Hepatitis D) Rabia E) Fiebre amarilla 8. Enfermedad viral aguda, muy contagiosa que se ca- racteriza por una erupción maculopapular, fiebre y síntomas repiratorios. A) Sarampión B) Conjuntivitis C) Hepatitis D) Dengue E) Poliomielitis Desafío helicoidal 1. ¿En qué consiste el ciclo lisogénico de un virus? __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 2. ¿Cuáles son las fases del ciclo lítico de un virus? __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 3. El sida no se transmite por __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ 5to Año 34 Aquí nos preparamos, para servir mejor a Dios y al Hombre 5.o AñoCompendio de CienCiAs i 228 B io l o g íA C ien CiA, T eCn o lo g íA y A m Bien Te Síntesis • NELSON, David; COX Michael M. Lehninger principios de bioquímica. Editorial Omega. España, 2006. • SOLOMON, BERG & MARTíN. Biología. Editorial Mc. Graw-Hill. México, 2008. • CURTIS, Helena; BARNES, N. Sue. Biología celular y molecular. Editorial El Ateneo. Argentina, 1993. • TORTORA, Gerard J. Principios de anatomía y fisiología. Editorial Médica Panamericana. México, 2008. Bibliografía y cibergrafía
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