tema 12: funciones celulares

TEMA 12: FUNCIONES CELULARES
La célula es la estructura más simple capaz de realizar las funciones vitales: conjunto de procesos
encaminados a la autoconservación o mantenimiento del individuo (funciones de nutrición y de relación)
y a la perpetuación de la especie a lo largo del tiempo (funciones de reproducción). Cualquier proceso
vital es un proceso químico, y todas las reacciones químicas de los seres vivos ocurren con la
intervención de ciertas proteínas (enzimas).
UTRICIÓ CELULAR:
Objetivos de la nutrición: fabricación de nuevos materiales celulares y obtención de energía.
El proceso de nutrición se manifiesta mediante un continuo intercambio de materia y de energía entre la
célula y el medio, pudiéndose distinguir en el mismo varias etapas:
•
Ingestión: es la entrada de nutrientes al interior celular, atravesando la membrana celular mediante
un proceso de permeabilidad selectiva.
•
Metabolismo: conjunto de reacciones químicas que sufren los nutrientes en el interior de las
células. Las moléculas de las diferentes sustancias contienen energía química, almacenada en forma de
enlaces, de modo que las reacciones metabólicas implican, conjuntamente, transformaciones de materia y
energía.
o Anabolismo: conjunto de reacciones por las cuales, a partir de sustancias sencillas y pobres
en energía, se originan sustancias más complejas y ricas en energía. Durante el anabolismo
la célula consume energía, son reacciones de síntesis.
o Catabolismo: conjunto de reacciones por las cuales sustancias complejas se transforman en
otras más sencillas, liberándose energía. Son reacciones de degradación cuyo resultado en
la obtención de energía, que será utilizada por la célula para diferentes procesos.
Para realizar trabajos, la célula no puede utilizar cualquier tipo de energía, la única fuente directa
de energía son: ADP y ATP. Su importancia radica en que las moléculas de ácido fosfórico se
unen entre sí mediante enlaces ricos en energía, que la acumulan fácilmente cuando se forman y
que la liberan cuando se rompen.
•
Excreción y secreción: En ambos procesos, la célula elimina sustancias al exterior. La excreción
implica eliminación de productos de desecho, procedentes del catabolismo, y que son inútiles e incluso
perjudiciales, y la secreción implica eliminación de sustancias resultado de procesos de síntesis y que
tienen utilidad. En cuanto a la energía, la célula pierde parte de energía en forma de calor, que irradia al
medio ambiente.
LA ENERGÍA Y LOS SERES VIVOS:
Todos los seres vivos necesitan sustancias orgánicas que contienen mucha energía en sus enlaces, para:
E
Elaborar sus propios materiales mediante reacciones anabólicas.
E
Obtener de ellas energía, en forma de ATP, mediante reacciones catabólicas.
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Los seres vivos autótrofos toman agua, CO2, O2 y sales minerales, y con ciertos procesos metabólicos
especiales que captan energía libre (de la luz, o de reacciones químicas), utilizan la energía para
transformar la materia inorgánica en orgánica. Con esta materia orgánica se obtiene energía en forma de
ATP, y se elaboran otros materiales. Los organismos autótrofos son las plantas verdes, ciertas bacterias y
algas.
Los seres vivos heterótrofos obtienen materia orgánica del medio exterior. Son los animales, los
protozoos y algunas bacterias.
PROCESOS AABÓLICOS: Fotosíntesis y síntesis de proteínas.
FOTOSÍNTESIS: es un proceso anabólico que consiste en transformar la materia inorgánica en orgánica,
utilizando para ello la energía luminosa que queda transformada en la energía química de los enlaces de
las sustancias orgánicas obtenidas. Este proceso se realiza gracias a la clorofila.
Fases: luminosa y oscura.
a) Fase luminosa: conjunto de reacciones que solo tiene lugar en presencia de luz, y se realiza en los
tilacoides del cloroplasto, donde se localizan los pigmentos fotosintéticos. La clorofila absorbe
energía luminosa, la cual es transformada en energía química mediante la síntesis de ATP y
NADPH2.
VER GRÁFICO PÁGIA 219 DEL LIBRO
b) Fase oscura: tiene lugar en el estroma del cloroplasto y no requiere la presencia de luz, lo cual no
quiere decir que se realice en la oscuridad ya que es simultánea con la fase luminosa. Consiste en
la captación del CO2 y su reducción a materia orgánica, utilizándose para ello la energía del ATP
y el poder reductor del NADPH2, obtenidos en la fase luminosa.
VER GRÁFICO PÁGIA 219 DEL LIBRO
Importancia de la fotosíntesis:
Transformación de materia inorgánica en orgánica, necesaria no sólo para el vegetal que la
fabrica, sino para todos los seres vivos.
Transformación de energía luminosa en química, de modo que prácticamente toda la energía usada
por los seres vivos procede en definitiva del Sol.
Liberación de oxígeno, y formación de la capa de ozono, que absorbe gran parte de la radiación
ultravioleta solar.
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SÍNTESIS DE PROTEÍNAS: El resto de los procesos anabólicos son semejantes en autótrofos y
heterótrofos, utilizando energía, y transformando moléculas orgánicas de pequeño tamaño en otras más
complejas. De todas ellas, destaca la síntesis de proteínas.
Código genético: gen es cada fragmento de ADN que dirige la síntesis de una proteína concreta. El
orden de nucleótidos en el ADN determina el orden de aminoácidos en las proteínas. Esta
correspondencia se denomina código genético. Cada tres nucleótidos, denominados triplete o codón,
codifica un aminoácido. Hay varios tripletes sin sentido, y varios aminoácidos codificados por distintos
codones, y este hecho hace que se diga que el código genético está degenerado. El código genético es
universal.
Transcripción: es el paso de información de ADN a ARN mensajero. En el ARN no hay timina, hay
uracilo. Se produce en el núcleo celular, y el ARNm sale al citoplasma.
Traducción: consiste en unir aminoácidos en un orden concreto, según la información contenida en el
ARN mensajero. Se produce en los ribosomas. Hay aminoácidos libres en el citoplasma, unidos a ARN
de transferencia con un anticodón. Cuando dos aa unidos a los ARNt quedan próximos entre ellos se
establece un enlace peptídico, formándose un dipéptido y el primer ARNt queda descargado y se libera al
citoplasma para ser utilizado de nuevo.
PROCESOS CATABÓLICOS:
Son proceso donde los compuestos orgánicos se
transforman en sustancias más sencillas.
RESPIRACIÓ CELULAR: Consiste en una destrucción por oxidación de sustancias orgánicas, con la
consiguiente liberación de la energía que almacenan para obtener ATP. Como el ATP, es una fuente
directa de energía para realizar cualquier trabajo, todas las células, sin excepción, respiran. Se utiliza con
mayor frecuencia la glucosa, y se produce una oxidación por deshidrogenación de la materia orgánica, lo
cual implica la existencia de alguna sustancia que acepte los electrones y protones desprendidos. Este
proceso redox puede ser de dos tipos:
1) Fermentación: el aceptor final de electrones son compuestos orgánicos. Se trata de un proceso
anaeróbico, pues no necesita la presencia de oxígeno, realizado por diversas bacterias y levaduras
(hongos unicelulares)
2) Respiración aerobia: el aceptor final de electrones es el O2, y los productos finales son inorgánicos
pobres en energía (CO2, H2O, NH3). Se libera mayor cantidad de energía que con la fermentación.
Fases:
i. Fase anaerobia o glucólisis: no necesita presencia de oxígeno y se realiza en el citoplasma
fundamentalmente.
VER GRÁFICO PÁGIA 225 DEL LIBRO
ii. Fase aerobia: se realiza en las mitocondrias y consume oxígeno. Comprende dos procesos:
descarboxilación del ácido pirúvico, ciclo de Krebs y transporte por la cadena respiratoria.
VER GRÁFICO PÁGIA 225 DEL LIBRO
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Balance energético: por cada molécula de glucosa se obtienen 38 moléculas de ATP: 2 de ellas en la
glucólisis y 36 por fosforilación oxidativa, ligada al transporte de electrones por la cadena respiratoria.
RELACIÓ CELULAR: Mediante las funciones de relación la célula se comunica con el
ambiente en que vive y consisten, básicamente, en la captación de estímulos y elaboración de respuestas a
los mismos. Los estímulos son: contacto, gravedad, temperatura, luz, electricidad y sustancias químicas.
Las respuestas son muy variadas: cambios del metabolismo, secreción de sustancias, división celular,
enquistamiento, etc., pero en muchas ocasiones la respuesta es un movimiento.
Hay tres tipos de movimientos:
Contracción: acortamiento de la célula en una dirección, sin desplazamiento.
Movimiento ameboide: se realiza mediante prolongaciones pasajeras del citoplasma, denominadas
pseudópodos, que se apoyan en una superficie y atraen hacia ellas al resto de la célula.
Movimiento vibrátil: se realiza mediante unas estructuras filamentosas permanentes, los cilios o
los flagelos, que se agitan en el medio.
Cuando el movimiento celular supone el movimiento del organismo, se denomina tactismo, que pueden
ser positivos (dirigidos hacia el estímulo) o negativos (alejándose del estímulo).
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