BIOLOGÍA
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UNI
2 00 6- II I
ENZIMAS CITOLOGÍA CITOLOGÍA II APARATO CARDIOVASCULAR
1
BIOLOGÍA
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2
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(FERMENTOS)
TERMINA : ................. ASA I.
IMPORTANCIA BIOLÓGICA •
Facilitan la transformación química de las sustancias.
•
Se utilizan en la industria para la FERMENTACIÓN, como las uvas que al fermentarse se convierten en cachina, vinagre, vino, etc.
•
Algunas de las enzimas se utilizan en el diagnóstico de tumores cancerígenos, como la FOSFATASA ÁCIDA (enzima) en el diagnóstico de tumores cancerígenos a la próstata.
NUTRIENTE
Nota: La sustancia sobre la cual actúa la e n z i ma s e l l a ma S U S T R AT O y l a sustancia o sustancias producidas por acción enzimática se llama PRODUCTOS.
ENZIMAS (Aceleran)
3
DESECHO
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III. DEFINICIÓN: Las enzimas son biomoléculas orgánicas de naturaleza proteica (son proteínas), que intervienen en las reacciones bioquímicas REDUCIENDO SUSTANCIALMENTE LA ENERGÍA DE ACTIVACIÓN del sustrato sobre el cual actúa; y como consecuencia de ellos. 1. Se reduce enormemente la energía a gastarse durante el proceso. 2. Se reduce sustancialmente el tiempo que dura el proceso.
IV. ESTRUCTURA ENZIMÁTICA Son proteínas que presentan: 1. CUERPO.- Formado por aminoácidos ESTRUCTURALES. 2. CENTRO O SITIO ACTIVO.- Es el lugar de la enzima donde se une el sustrato y presenta un grupo de Aminoácidos que son de dos tipos: a)
Aminoácidos de Fijación: Reconocen o identifican al sustrato y forma con el sustrato enlaces débiles (puentes de hidrógenos).
b)
Aminoácidos Catalíticos: Transforman el sustrato en productos.
CUERPO
CENTRO O SITIO ACTIVO
AMINOACIDOS DE FIJACIÓN
AMINOACIDOS ESTRUCTURALES
E
ENZIMA
4
AMINOACIDOS CATALÍTICOS
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V. PROPIEDADES DE LAS ENZIMAS: 1.
Son PROTEÍNAS.Están formadas por aminoácidos.
2.
Son BIOCATALIZADORES.Aceleran las reacciones bioquímicas, sin que las estructuras molecular de la enzima se altere, luego se recuperan al final de la reacción.
3.
Actúan en PEQUEÑAS CANTIDADES.Las enzimas son eficientes en cantidades infinitesimales.
4.
Son extremadamente ESPECÍFICOS.Una enzima actúa sobre un determinado sustrato y no sobre cualquier sustrato.
S
CUERPO
S
CENTRO O SITIO ACTIVO
5.
AMINOACIDOS DE FIJACIÓN COMPLEMENTARIO CON EL SUSTRATO
E
S
REUTILIZABLES.Terminada la reacción no se degrada, cataliza nuevamente otra reacción
6.
SENSIBILIDAD.Debido a su naturaleza proteica, las enzimas fácilmente se desnaturalizan, perdiendo así su capacidad catalítica, cuando cambia la temperatura y el P.H. 5
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V. MODELOS DE ACOPLAMIENTO ENZIMÁTICO 1. MODELO LLAVE – CERRADURA (FISHER) Sostiene que el sustrato encaja en el sitio activo, sin que la enzima sufra modificación alguna.
+
S
S
E
+
P
E
E ENZIMA (No modifica su centro activo)
2. MODELO AJUSTE – INDUCIDO (KOSHLAND): Sostiene que la enzima modifica su estructura para acoplarse pero al finalizar recupera su forma original.
+ E
S
S E
ENZIMA (Modifica su centro activo)
6
+ E ENZIMA (Su centro activo vuelve al estado original)
P
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VII. MODO DE ACCIÓN ENZIMÁTICA (ACTIVIDAD ENZIMÁTICA) Comprende las siguientes fases: 1. RECONOCIMIENTO DEL SUSTRATO: La enzima reconoce al sustrato a través de su aminoácido de fijación.
S
S S
E
AMINOACIDOS DE FIJACIÓN (Reconociendo)
2. FIJACIÓN O ACOPLAMIENTO: Los aminoácidos de fijación forman con el sustrato enlaces de Hidrógeno, formándose el complejo ENZIMASUSTRATO.
S
ENLACES DÉBILES (Puentes de Hidrógenos, fuerza Van der Waals, etc)
E
7
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3. ACCIÓN CATALÍTICOS: Los aminoácidos catalíticos. Transforman el sustrato en productos.
P
AMINOÁCIDO CATALÍTICO
P
E 4. LIBERACIÓN DE PRODUCTOS: La enzima libera a los productos y queda libre para catalizar otra reacción (Reutilizables).
P P P P
E E+S
ES
EP
E+P
VIII. COFACTORES 1. INTRODUCCIÓN: La APOENZIMAS son enzimas carentes de actividad catalítica, necesitando para ello de un activador llamado COFACTOR; cuando el cofactor se une a la apoenzima se forma la HOLOENZIMA quien ya posee actividad catalítica. 2. DEFINICIÓN: Un cofactor es una sustancia no proteica que activa a la APOENZIMA. 8
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INORGÁNICOS: Mg++, Mn++, Cu++, Zn++, Cl-, Na+, K+, etc. ORGÁNICOS: También son llamados COENZIMAS, generalmente son vitaminas del complejo B: B1 (tiamina), B2(riboflavina) y Nicotinamida(NAD)
COFACTOR (ACTIVADOR)
S
E
E
S
APOENZIMA (Enzima inactiva)
HOLENZIMA (Enzima activa)
IX. PROENZIMAS O ZIMÓGENOS Son proteínas sin actividad catalítica, pero son precursores de enzimas, para ello necesita la acción de un inductor, el zimógeno es fraccionado hasta enzima activa.
INDUCTOR Enzimas, HCl, etc.
CENTRO ACTIVO
E ENZIMA ACTIVA
ZIMÓGENO (Proteína con capacidad de transformarse en enzima)
9
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Frecuentemente el activador en otra enzima o también el HCl, ejemplos:
ZIMÓGENO
ACTIVADOR
ENZIMA
Amilasa Salival
Cl-
Amilasa Activa
Pepsinógeno
HC
Pepsina
Tripsinógeno
Enteroquinasa
Tripsina
ÁCIDOS NUCLEICOS ARN: ÁCIDO RIBONUCLEICO ADN: ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO
I.
TRASCENDENCIA BIOLÓGICA 1. Bajo la forma de un CÓDIGO GENÉTICO los Ácidos Nucleicos, guardan o almacenan la INFORMACIÓN genética, responsable de los rasgos biológicos o caracteres de cada especie. 2. Gobiernan y dirigen la síntesis de proteínas. 3. Es el medio de comunicación entre las generaciones de células.
10
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II. DEFINICIÓN Biomoléculas orgánicas ( C – C ) pentanarias (C, H, O, N y P), de elevado peso molecular que almacenan y transmiten la información genética a los descendientes. •
QUÍMICAMENTE, se definen como POLÍMEROS de NUCLEÓTIDOS unidos a través de enlaces fosfodiester. El Nucleótido es su MONÓMERO.
ENLACE FOSFODIESTER
MONÓMERO
N
N
N
N
…
N
POLÍMERO
NUCLEÓTIDO
III. NUCLEÓTIDO Es la molécula fundamental en la estructura y función de los ácidos nucleicos. A. ESTRUCTURA 1. FOSFATO: Proviene del Ácido Fosfórico (H3PO4) y le da la característica ÁCIDA a la molécula.
11
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2. AZÚCAR
RIBOSA.- Azúcar del ARN
5'
OH
CH2OH 4'
1'
ARN
H
H H
H
2'
3'
OH
OH
DESOXIRRIBOSA.- Azúcar del ADN. 5'
OH
CH2OH 4'
1'
H
H H
H 3'
2'
OH
H
12
ADN
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PÚRICA o PURINA (Mayor): (Compuesta de dos Anillos) ADENINA (A)
NH2 N
C N
C CH
HN
C N
N -
GUANINA (G)
H O N
C HN
C
C
C
ARN ADN
CH
BASE NITROGENADA (Estructura cíclica compuesta: C,H,O y N)
N
H2N
N H
PIRIMIDÍNICA o PRIMIDINA (Menor): (Compuesta de un Anillo)
NH2 -
CITOCINA (C)
C N
CH
C
-
TIMINA (T)
H
O CH3
C HN
ADN
C
C
CH N
O
CH N
O
O
H
C HN
-
URACILO (U)
C
C C
CH N N
13
ARN
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B. FORMACIÓN Se forman mediante una reacción de condensación (liberación dos moléculas de agua)
P
H2O H2O
5' ENLACE FOSFOESTER
AZÚCAR
H
3'
BASE NITROGENADA
N
1'
4'
H ENLACE
2'
OH
X NUCLEOSIDO NUCLEÓTIDO
IV. ENLACE FOSFODIESTER Resulta de la reacción entre un radical oxidrilo de un AZÚCAR PENTOSA de un nucleótido y un radical oxidrilo del ÁCIDO FOSFÓRICO de otro nucleótido adyacente, esto promueve la formación y liberación de una molécula de agua (reacción de condensación).
El enlace está en el sentido del carbono 3' al carbono 5': 3' 5’ OH
OH P
P
5'
5' O
O 4’
1’ 3'
4’
2’
3'
+ H2 O
2’ FOSFOESTER
OH
O
OH P
1’
O
P 5'
O
5'
O
O
4’
1’ 3'
ENLACE FOSFODIESTER
2’
4’
1’ 3'
OH
OH
14
2’
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IV. FORMACIÓN DEL ÁCIDO NUCLEICO (POLIMERIZACIÓN): Es la unión secuencial de los nucleótidos a través de los enlaces fosfodiester, formándose así largas cadenas de los Ácidos Nucleicos (ARN y ADN). La polimerización se da 5' a 3' (5 3')
ENLACE FOSFODIESTER
N
N
N
P
N
O
N
L
Í
M
… E
R
N
O 5'
3' N
N
5' N
OH P
N
5'
N
N
N 3'
P
N
N 5'
N
N
N
N
N
3'
N
N P
5'
N
N 3'
P
ACIDO
N
N N
NUCLEICOS
N
N
5'
N 3'
N
N
Ribonucleótido (Nucleótido)
N N
OH
N
3'
N
Desoxirribonucleotido (Nucleótido)
N
5'
3'
N
ARN
ADN
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ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN ó DNA)
I.
CARACTERÍSTICA GENERALES 1. FORMADO: Dos cadenas ANTIPARALELAS de Dexorribonucleótidos (Nucleótidos). 2. BASES NITROGENADAS: Adenina (A), Guanina (G), Citocina(C) y Timina (T) 3. LEYES DE CHARGAFF: Entre ambas cadenas del ADN forman pares de bases nitrogenadas COMPLEMENTAPuentes de Hidrógeno RIAS que son:
A = T O N
T
N
H
H
H
N
N
G C
Y
H N
A
N
N
N
C
N H
N
O
O H N
H
N N
N C N
N
Las dos cadenas se mantienen unidas por PUENTES DE HIDRÓGENO (Enlace débiles) entre sus bases. Como consecuencia de esto en una molécula de ADN el contenido de ADENINA es igual al de TIMINA y el de CITOCINA es igual al de GUANINA.
A
T
A
T
G
C
C
G
T
A
16
A
T
G
C
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4. 1953. MODELO - DOBLE HÉLICE: •
3’
Las cadenas tiene torsión tridimensional que-
5’
da a la molécula la conformación de doble
TORSIÓN TRIDIMENSIONAL
hélice. •
El modelo de doble hélice fue propuesto por James Watson y Francis Crick en 1953, estudiando cristales de DNA mediante la técnica de difracción de rayos X. Watson y Crick
PUENTES DE HIDRÓGENO
obtuvieron el Premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1962. •
El modelo de "doble hélice " explica satisfactoriamente el código genético (dado por la secuencia de bases) y los pro-
3’
3’
5’
cesos de replicación, conservación y traducción de la información genética. •
La cantidad de DNA por célula, en todos los animales de una misma especie es siempre la misma.
ÁCIDO RIBON UCLEICO (ARN ó RNA)
I.
CARACTERÍSTICAS GENERALES 1. FORMADO.Una sola cadena de Ribonucleótidos (Nucleótidos). 2. BASES NITROGENADAS.Son: Adenina (A), Guanina (G), Citocina (C) y Uracilo (U).
II. TIPOS DE ARN RIBOFORINA (proteína)
1. ARN ribosómico (ARNr).* FORMA: Globular. * FUNCIÓN: Forma parte de la estructura de los RIBOSOMAS. Éste participa en la síntesis de proteínas.
5'
3'
17
ARN ribosómico
RIBOSOMA (subunidad)
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2. ARN mensajero (ARNm).*
FORMA: Lineal.
*
FUNCIÓN: Llevar la "información genética del ADN (GEN) que está en el
Núcleo al Citoplasma, para la síntesis de proteínas".
AUU
GUA
GUC
AUG
CODON (Indica un determinado aminoácido)
3. ARN transferencia (ARNt) *
FORMA: Hoja de Trébol.
*
FUNCIÓN: Transfiere los Aminoácidos de distintos puntos del citoplasma
hacia los ribosomas, para las síntesis de proteínas.
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DEFECTOS ENZIMÁTICOS En algunas ocasiones las enzimas no realizan por completo su función; sea por procesos de desnaturalización o por defecto en su producción (síntesis proteica). Este funcionamiento parcial o nulo, ocasiona algunas enfermedades; por ejemplo: ENFERMEDAD
DEFECTO ENZIMÁTICO
Tay - Sachs
Hexosaminidasa
de Pompe
a - glucosidasa
de Gaucher
b - glucosidasa
de Fabry
a - galactosidasa
de Niemann - Pick
Esfingomielinasa
03. Respecto a las ENZIMAS señalar la afirmación incorrecta: A) Son proteínas globulares que catalizan las reacciones bioquímicas facilitando el metabolismo. B) Para su denominación y reconocimiento en forma general se agrega la terminación ASA. C) Respecto a su especificidad sólo reconoce y actúa sobre un determinado sustrato y no sobre cualquier sustrato. D) Siempre se altera en el proceso bioquímico en el que interviene. E) Su actividad es influenciada por la temperatura, el pH y la fuerza iónica del medio.
01. ¿Con qué otro nombre se conoce también a las ENZIMAS? A) Hormonas B) Levaduras C) Fermentos D) Oligopéptidos E) Aminoácidos
02. Sólounaafirmaciónesconsideradaverdadera, escojaUd. cuál es: A) Lasenzimassondistintasalasproteínasbioquímicamenteporquelas primeras realizan catabolismo en muchasreaccionesbiológicas. B) Todaslasproteínassonenzimas. C) Todaslasenzimastienenlamisma secuenciadeaminoácidosunidaspor enlacepeptídico. D) Todaslasenzimassonhormonas. E) Todaslasenzimassonproteínas.
04. Las enzimas pueden ser clasificadas en lo siguiente, excepto: A) Transferasas B) Hidrolasas C) Desintegrasas D) Isomerasas E) Oxidorreductasas 19
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05. Los aminoácidos son con respecto a las proteínas lo que …… son con respecto a …… . A) las grasas – los lípidos B) los glúcidos – las enzimas C) los azúcares – las proteínas D) los nucleótidos – los ácidos nucleicos E) los polisacáridos – los azúcares
A) VFVF B) FFVV C) VFFF
09. Son características del medio estructural tridimensional del ADN: 1. Las bases nitrogenadas están en el interior de la hélice. 2. Existe especificidad de unión de las bases nitrogenadas de una cadena a la otra cadena. 3. Permite explicar el proceso de replicación y transcripción de la información genética. A) Sólo 1 D) 1 y 3 B) Sólo 2 E) 1, 2 y 3 C) 1 y 2
06. Indique la respuesta correcta: A) El ADN está conformado por una cadena de polinucleótidos que adopta la forma de doble hélice. B) El ARN presenta las siguientes bases nitrogenadas en su estructura: A, G, U y T. C) El azúcar presente en el ADN es la hexosa desoxirribosa. D) El ARN está formado por dos cadenas sencillas que pueden adoptar la forma globular, lineal o trébol. E) El ADN presenta las siguientes bases nitrogenadas en su estructura: A, T, C y G. 07.
D) VVVF E) FFFV
10. Un codón está constituido por: A) 3 nucleótidos de ARN transferencia B) 3 nucleótidos de ARN ribosómico C) 3 nucleótidos de ARN y ADN D) 3 nucleótidos de ARN mensajero E) 3 nucleótidos de ADN circular
El monómero estructural de los ácidos nucleicos es ……… y el enlace covalente que une a estos monómeros se denomina ……… . A) Aminoácido – peptídico B) Ácido graso – éster C) Nucleótido – fosfodiéster D) Nucleósido – fosfoéster E) Monosacárido – glucosídico
11. No es característica del ADN: A) Forma a los genes B) Dos tiras de polinucleótidos C) Cadenas complementarias antiparalelas D) Base nitrogenada Uracilo E) Se localiza en los cromosomas 12. Tanto el ADN como el ARN tienen en común: A) El tipo de cadena B) El tipo de pentosa C) Las bases púricas D) Que se hallan en ribosomas E) Se localiza en los lisosomas
08. Sobre el ADN marcar verdadero o falso: ( ) Forma parte del material genético de todas las células. ( ) Los nucleótidos de una cadena cadena están unidos entre sí por enlaces entre el azúcar y el grupo fosfato. ( ) Formado por dos hebras que corren en direcciones opuestas. ( ) Las bases nitrogenadas de una cadena se mantienen unidas por enlaces puente de hidrógeno.
13. Entre las bases nitrogenadas que pertenecen al grupo de las Pirimidinas se encuentran: A) Guanina y Citosina B) Adenina y Uracilo C) Uracilo y Citosina 20
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PAMER – UNI 2. Estructura ( secundaria
cadena polipeptídica se dobla y se enrolla sobre sí formando una estructura compacta 3. Estructura ( ) formada por 2 terciaria o más cadenas polipeptídicas que forman grandes complejos estructurales 4. Estructura ( ) lineal por la cuaternaria secuencia de aminoácidos informando sobre su orden A) 2, 3, 4 y 1 D) 1, 3, 2 y 4 B) 4, 2, 1 y 3 E) 4, 1, 2 y 3 C) 3, 4, 2 y 1
D) Timina y Adenina E) Guanina y Timina 14. Relacionar: I. Enlace doble ( ) Puente de Hidrógeno II. Enlace ( ) Fosfodiéster
III. Enlace – N ( ) Glucosídico IV. Enlace ( ) Fosfoéster V. Enlace triple ( ) Puente de Hidrógeno
A) B) D) C) E)
entre Guanina y Citosina entre una base nitrogenada y el carbono 1' de la pentosa entre Timina y Adenina entre el fosfato y el carbono 5' de la pentosa entre el OH del carbono 3' de la pentosa de un nucleótido y el cárbono de otro nucleótido
)
17. Compuesto orgánico de bajo peso molecular, no proteico, que en forma de sustrado unido de manera transitoria a la enzima, es necesario como grupo activo para la acción biocatalítica de la enzima; nos referimos a: A) Holoenzima D) Cofactor B) Apoenzima E) Proenzima C) Coenzima
V, III, I, IV y II I, IV, V, III y II I, III, V, II y IV V, II, I, III y IV IV, I, III, II y V
15. Entre los enlaces Fosfoéster y – N Glucosídico encontramos una similitud porque ambos: A) Usan el carbono 1' de la pentosa B) Liberan individualmente una molécula de agua C) Dependen del carbono 3' de la pentosa D) Comparten el mismo ácido fosfórico E) Comparten la misma base nitrogenada
1. 2.
16. Relacionar respecto a la estructura de los polipéptidos: 1. Estructura ( ) - Hélice y primaria - Hoja plegada
3.
21
Abiótico: no nivo. Aborto: Procedimiento que concluye el embarazo y en el cual el cuello uterino se dilata y el embrión, así como la placenta se retiran por succión. Absorción: Proceso mediante el cual los nutrimientos ingresan a las células.
BIOLOGÍA
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(CIENCIA BIOLÓGICA QUE SE ENCARGA DE ESTUDIAR A LA CÉLULA)
CÉLULA (cella: célula)
I. 1.
HISTORIA: 1665, ROBERT HOOKE: Observó un fino corte de corcho al microscopio compuesto de bajo poder (poco más de 9 aumentos), y claramente notó que era totalmente poroso y agujereado como un panal de abejas, a las que le llamó CELDA por su parecido a las celdas de un panal de abejas. Con ello se convertiría en el primero en ver estas estructuras.
.
2.
1831, ROBERT BROWN : Observa la Celda y se da cuenta que presenta una estructura central : El Núcleo
22
BIOLOGÍA
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3.
1835, DUJARDIN: Observa a la celda y se da cuenta que no son cavidades huecas sino que están llenas de un fluido: el citoplasma.
4.
1838, MATTHIAS SCHLEIDEN (BOTÁNICO): Hace una serie de estudios exhaustivos en estructuras vegetales, llegando a la conclusión de que todas las plantas están hechas de CÉLULAS (diminutivo del latín cella = celda), y que estas células están vivas y contribuyen al funcionamiento del organismo del que forma parte.
5.
1839, THEODOR SCHWANN (ZOÓLOGO): Concluyó de la misma manera en lo referente a animales.
II. TEORÍA CELULAR: M. SCHLEIDEN y T. SCHWANN se juntaron y plantearon la TEORÍA CELULAR que sostiene: 1. Todos los seres vivos están compuestos de células. 2. Las células están vivas, y son unidades estructurales y funcionales del organismo del que forma parte. 23
BIOLOGÍA
1.
PAMER – UNI
1858, RUDOLF VIRCHOW: Amplía la "teoría celular". Plantea que "toda célula proviene de otra ya existente".
2n PROVIENE
2n
III. DEFINICIÓN :
La célula es la mínima unidad anatómica, evolutiva, funcional y hereditaria de todo ser vivo.
IV. CLASIFICACIÓN :
Hay muchos criterios para clasificar a las células por su forma, su función su tamaño, etc. nosotros clasificaremos por los criterios más comunes:
1. POR SU EVOLUCIÓN: 2. POR SU NUTRICIÓN.-
PROCARIOTICAS
EUCARIÓTICAS
- Son las primeras células que aparecieron.
-
- No presentan carioteca y su ADN esta en el citoplasma. - ADN circular y desnudo. - Presentan como Organela solo a Ribosomas. - Miden menos de 10 µm y cuando se juntan forman colonias. - Estas células hasta ahora existen: REINO MONERA Bacterias Cianobacterias
-
24
Provienen de algunas células Procarióticas que evolucionaron. Presentan carioteca y su ADN esta fundamentalmente dentro del Núcleo. ADN alargado con histonas. Presentan a todas las organelas incluyendo a los Ribosomas. Miden más de 10 µm y cuando se juntan forman tejidos. Estas células hasta ahora existen: REINO PROTISTA: Algas Protozoarios REINO FUNGI Hongos REINO PLANTAE Vegetales REINO ANIMALIA Animales
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
PARED CELULAR
- Algas - Hongos - Vegetales
GLUCOCALIX
- Protozoarios - Animales
•
AUTÓTROFAS : (Productoras) Células que sintetizan sus propios alimentos, mediante la fotosíntesis, como: Algunas bacterias, algas y vegetales.
•
HETERÓTROFAS : (Consumidoras) Células que consumen los alimentos sintetizados por las Autótrofas, como: la mayoría de bacterias, protozoarios, hongos y animales.
•
MIXÓTROFAS : (Mixtas) Células que de acuerdo a la circunstancia de su vida, realiza la síntesis o consumo de alimentos, como : la Euglena (Alga Protista), plantas carníboras.
V. ESTRUCTURA DE LA CÉLULA EUCARIÓTICA: De afuera hacia adentro presenta: A. Envolturas B. Membrana C. Citoplasma D. Núcleo
A. ENVOLTURAS a. PARED CELULAR I. Definición : Son agregados supramoleculares de constitución GLUSÍDICA (Glúcidos) y está presente en:
SER VIVO
COMPOSICIÓN
ALGAS
CELULOSA
HONGOS
QUITINA
VEGETALES
HEMICELULOSA, CELULOSA
25
BIOLOGÍA
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III. Función : Proteger a la célula de ruptura mecánica y ósmotica (agua) en los tejidos vegetales jóvenes mantienen la forma de la célula. b. GLUCOCALIX: I. Definición: Agregado supramolecular de constitución GLUCOLIPOPROTEICA (Glúcido, Lípido y Proteína) II. Formado: Glucolípidos, Glucoproteínas y Proteínas Periféricas. III. Función : Controlar el crecimiento de las células y sirven como receptor de muchas hormonas, enzimas, anticuerpos, etc. IV. Ubicación: En la Monocapa externa de la membrana celular de Animales y Protozoarios.
GLUCOCALIX G.P. G.L. BICAPA
B. MEMBRANA CELULAR I. Definición: Agregado Supramolecular Heterogenea de constitución fundamentalmente LIPOPROTEICA (Lípidos y Proteina), flexible y semipermeable. (Es más permeable al agua que a cualquier sustancia). II. Estructura: • LÍPIDOS : (40%) - FOSFOLÍPIDOS ( ).-Forman la bicapa lipídica en las membranas. - COLESTEROL.- Sólo en la membrana de la célula animal, cuya función es regular la fluidez de la membrana. - GLUCOLÍPIDO (G.L).- Formado por glúcidos y lípidos, se encuentra en la monocapa externa de la Membrana. 26
BIOLOGÍA
PAMER – UNI Glucosa
•
PROTEÍNAS : (52%) - PROTEÍNAS PERIFÉRICAS (P.P).- Hidrosolubles, tomando contacto solo con las cabezas polares de la monocapa externa o interna de la membrana. Por ejemplo: Espectrina, la banda 4, 1, etc. - PROTEÍNAS INTEGRALES (P.I).- Poseen porciones hidrosolubles en contacto con la parte polar de la Membrana y porciones Liposolubles en contacto con la parte no polar de ella. Algunas pueden ocupar todo el espesor de la membrana, por ejemplo : Glucoforina, Banda 3, etc. - GLUCOPROTEÍNAS (G.P).- Formado por Glúcidos y proteínas integrales. Glucosa
P.I.
NOTA: • GLÚCIDOS: (8%) Solo se encuentran en la monocapa externa de la membrana unidos a Lípidos (Glucolípidos) y Proteínas (Glucoproteína), constituyendo la parte más importante del Glucocali. 3. MODELO DE MOSAICO Y FLUIDO: Es el modelo aceptado, propuesto por Singer y Nicholson en 1972. Sostiene lo siguiente: * Los lípidos y proteínas integrales están dispuestos en una especie de organización en mosaico. * Las membranas biológicas son estructuras casi fluidas, en las cuales tanto los lípidos como las proteínas integrales pueden realizar movimientos de traslación dentro de la Bicapa. 27
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
III. Fisiología de Membrana: • COMPARTAMENTALIZACIÓN. Separa los medios intra y extracelular manteniendo una composición diferente para ambas. • CONTROLA EL TRANSPORTE DE SUSTANCIAS.Que deben ingresar o salir de la célula
T. PASIVO T.ACTIVO
-TRANSPORTE DE SUSTANCIAS Existen dos tipos de transporte que son: Pasivo y Activo.
* TRANSPORTE PASIVO: I. DEFINICIÓN : - No se gasta energía en forma de ATP. - Se da por difusión (Paso de sustancias de mayor a menor concentración). 28
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
II. TIPOS DE DIFUSIÓN: 1.
OSMOSIS.- Difusión de agua (H2O)
2.
DIALISIS.- Difusión de solutos (Cl-, K+, Na+,…)
3.
DIFUSIÓN.- Difusión de gases (CO2, O2, etc.)
III. TIPOS DE TRANSPORTE PASIVO: Hay dos tipos que son difusión simple y difusión facilitada. a. Difusión Simple: pasa una sustancia a favor de la gradiente y puede ser por poro fijo o traslocador (carrier)
C
29
BIOLOGÍA
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V. CÉLULA EN SOLUCIONES:
CELULA
SOLUCIÓN
SANGRE
I
S
CELULA NOTA: s: Presión Osmótica de la solución i: Presión Osmótica intracelular
1. EN SOLUCIÓN ISOTÓNICA (s = i).- La Presión osmótica de la solución es igual a la presión osmótica intracelular, es decir la concentración de solutos en la solución y en el medio intracelular son iguales. Por lo tanto a la célula no le ocurre nada. Las células en el organismo se encuentra en solución isotónica.
2. EN SOLUCIÓN HIPERTÓNICA (s > i).- Hay más concentración de solutos en la solución que en el medio intracelular y cualquier célula va a perder agua. * En las células animales al perder agua se arruga hasta morir, a este proceso se llama crenación. Célula
i Solución
*
CRENACIÓN
s
H2O H2O
H2O
En las células vegetales también pierde agua, pero el agua al salir une la membrana a la pared, que después esta se arruga jalando la pared por donde están unidos y causando la ruptura. A este proceso se denomina Plasmolisis. 30
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
PARED CELULAR
MEMBRANA CELULAR
UNIÓN
UNIÓN H2O S
membrana - pared cel.
LISIS
H2O
PLASH2O
H2O H2O
MOLISIS
H2O
H2O
CÉLULA VEGETAL
3. EN SOLUCIÓN HIPOTÓNICA (s < i).- Hay menor concentración de solutos en la solución que en el medio intracelular y cualquier celular va a ganar agua hasta que se rompa su membrana (PLASMÓLISIS) * En las células animales al ganar agua se hinchan hasta que su membrana se rompa (lisis). A este proceso se denomina Plasmolisis (Lisis).
H2O
i
*
PLASMOLISIS
s
(LISIS)
LISIS
H2O H2O
H2O
En las células vegetales al ganar agua se hinchan, pero no se destruyen por presentar paredes celulares que lo protejen. Solo sufre "TURGENGIA"
PARED CELULAR
MEMBRANA CELULAR H2O H2O
s
*
H2O
RESUMEN:
SOLUCIÓN
CÉLULA
ISOTÓNICA
GANA PIERDE
IGUALES
HIPERTÓNICA
PIERDE
HIPO TÓNICA
GANA 31
NADA
NADA
CRENACIÓN
PLASMOLISIS
PLASMOLISIS
TURGENCIA
BIOLOGÍA
PAMER – UNI b. Difusión Facilitada: También se da por un translocador que mediará en la entrada de glucosa en las células intestinales. La afinidad del translocador por la glucosa depende de la concentración del Na+
*
TRANSPORTE ACTIVO: I.
DEFINICIÓN: - Se gasta energía en forma de ATP - Se da en contra de la gradiente de concentración y cuando la masa a transportar al interior o exterior de la célula es muy grande.
EXT
MEMBRANA CELULAR
P
32
I
BIOLOGÍA II.
PAMER – UNI
TIPOS: 1. MEDIANTE BOMBAS: Se transporta en contra de la gradiente de concentración (generalmente Iones), como la bomba de sodio y potasio, la bomba de calcio (en el músculo) y la bomba de ioduro (en la glándula tiroides). 2. MEDIANTE MASAS: Es un transporte activo que ocurre, cuando se transportan sustancias cuyas masas son muy grandes y no pueden pasar por el poro de la proteína integral de la membrana. De acuerdo a la dirección de transporte son: • Endocitosis: La sustancia ingresa a la célula y de acuerdo al estado de la sustancia son: - Fagocitosis.- Ingresan sustancias SOLIDAS, como polvo, bacterias, etc. - Pinocitosis.- Ingresan sustancias LÍQUIDAS, como aceite, etc. • Exocitosis: La sustancia sale de la célula, como desechos, etc.
FAGOCITOSIS (Sólidos) PINOCITOSIS (Líquidos)
MASA
SE GA STA A
TP
MASA
NTES NUTRIE
ATP
OP
SE GA STA
CIT
LA SM
A MEMBRANA CEULAR
CÉLULA 33
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
LAS MEMBRANAS CELULARES
Aunque las membranas de todas las células tienen una estructura similar, su función varía enormemente de un organismo a otro y de una célula a otra dentro de un mismo organismo. Esta diversidad se debe en gran parte a las diferentes proteínas y fosfolípidos en la membrana, los cuales han evolucionado bajo diferentes presiones de selección. Puede pensarse que los fosfolípidos son sólo un lugar a prueba de agua en el cual residen las proteínas, esto no es totalmente cierto. Al examinar los fosfolípidos de la membrana plasmática de las extremidades de los caribúes (animales que viven en regiones muy frías de Norteamérica) durante los largos inviernos del ártico, en estas regiones las temperaturas están por debajo del punto de congelación y para que el caribú mantenga sus extremidades calientes tiene que gastar una enorme cantidad de energía muy preciada. Tales condiciones han favorecido la evolución de ordenamientos especializados de las arterias y las venas en las extremidades del caribú que permiten que la temperatura de sus partes inferiores descienda hasta casi el punto de congelación (0°C). Por el contrario, la parte superior de ellas y el tronco permanecen a 37°C aproximadamente. Es más, los fosfolípidos en las membranas de las células en la parte superior de las extremidades del caribú son muy diferentes de las que se encuentran cerca del abdomen. Recuerde que la membrana de una célula necesita ser ligeramente fluida para permitir que las proteínas se muevan a los sitios en los que se requiere. La fluidez de una membrana es una función de las colas de los ácidos grasos de sus fosfolípidos: los ácidos grasos insaturados permanecen más fluidos a temperaturas más bajas que los ácidos grasos saturados. Los caribúes tienen una gran cantidad de fosfolípidos en las membranas plasmáticas de las células de sus extremidades. Las membranas de las células cercanas al abdomen tienen una gran cantidad de ácidos grasos insaturados, mientras que las membranas de las células cercanas al tronco, más caliente, tienen ácidos grasos más saturados. Este arreglo da a las membranas plasmáticas de las extremidades la propiedad de fluidez a pesar de las grandes diferencias de temperatura.
34
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
Tan importantes como los fosfolípidos, las proteínas de membrana probablemente desempeñen los principales papeles en la determinación y la dirección de las interacciones entre una célula y sus vecinas. La complejidad extrema de la molécula proteica hace que sea más susceptible que otros tipos de moléculas a las mutaciones que alteran su composición aminoacídica, su forma, y por lo tanto su función. Durante miles de millones de años ha evolucionado una diversidad increíble de proteínas. Cada neurona en su cuerpo, por ejemplo, tiene proteínas de membrana esenciales para genera señales eléctricas y conducirlas a lo largo de los nervios a diversas partes del cuerpo. Otras proteínas de membrana reciben mensajes químicos de neuronas vecinas o de hormonas y otros compuestos químicos en la sangre. Cada célula en el cerebro tiene un conjunto específico de proteínas de membrana, que le permiten responder a algunos estímulos e ignorar otros. De hecho, su capacidad pare leer esta página depende de las proteínas que residen en las membranas de las células de su cerebro. Comprender la diversidad de los lípidos y proteínas de la membrana es la clave para entender no sólo a la célula aislada, sino a los órganos completos, cuya función en gran parte se debe a las propiedades de las membranas de sus células componentes.
01.
Tu capacidad para leer esta página depende de: A) Proteínas de membrana neuronal B) Proteínas de membrana miocítica C) Proteínas de membrana hepatocítica D) Lípidos del glucocalix E) Fosfolípidos
02. El que los caribúes puedan mantener sus extremidades calientes depende de: A) Fosfolípidos de membrana celular B) Fosfolípidos de membrana mitocondrial C) Fosfolípidos de retículo endoplasmático D) Proteínas del glucocalix E) Glucocalix
35
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
CELOFÁN SACAROSA 2% AGUA 100% PURA
01. Son conceptos de células, señale cuál: 1. Es la unidad anatómica, fisiológica y genética 2. Es la unidad fundamental de todo ser vivo 3. Es la unidad básica de la vida 4. Es la mínima porción de la materia viva independiente que tiene la propiedad de la vida A) 1; 2 y 4 D) 2y4 B) 1; 2 y 3 E) 1, 2, 3, 4 C) 2; 3 y 4
A) B) C) D) E)
Aumentado y descendido Descendido y aumentado Ambos descendido Mantenido sus niveles Ambos aumentado
05. La separación de moléculas de diferentes tamaños utilizando una membrana semipermeable, se realiza por un fenómeno de: A) Diálisis D) Fagocitosis B) Turgencia E) Osmosis C) Transporte activo
02. La membrana plasmática, presenta: 1. Proteínas periféricas 2. Dos capas de fosfolípidos 3. Proteínas integrales 4. El modelo de mosaico fluido A) 1; 2 y 4 D) 2y4 B) 2; 3 y 4 E) 1, 2, 3 y 4 C) 1; 2y 3
06. El movimiento de moléculas a través de la membrana plasmática que requiere de energía es: A) Osmosis B) Diálisis C) Transporte activo D) Difusión E) Transporte pasivo
03. Una células procariota es: A) Un protozoo B) Un hongo unicelular C) Una rodofita D) Una cianofita E) Un hematíe
07. Con relación a la osmosis, señale la proposición falsa: A) Ocurre en células eucariotas y procariotas. B) Requiere de energía en forma de ATP C) Es un movimiento espontáneo del agua. D) Requiere de una membr ana semipermeable. E) Es necesario de una gradiente de concentración.
04. Se coloca una bolsa de celofán (membrana semipermeable) conteniendo una solución de sacarosa al 2% en un recipiente que contiene agua 100% pura tal como muestra la figura. Al cabo de una hora, los niveles de solución y agua pura habrán respectivamente: 36
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
I . DEFINICIÓN: Es la región comprendida entre la membrana celular y la membrana nuclear (carioteca), siendo su componente más abundante el agua (80% del volumen citoplasmático), debido a esto proporciona un medio acuoso para que se realicen las reacciones metabólicas como: Glucolisis (degradación de glucosa), traducción (síntesis de proteínas), Digestión (Degradación de nutrientes), etc.
II.ESTRUCTURAS: A. Citosol B. Organelas C. Sistemas de Endomembranas D. Inclusiones
37
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
38
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
A. CITOSOL O MATRIZ CITOPLASMÁTICA 1. DEFINICIÓN: Es un coloide de apariencia y consistencia a la clara de huevo, es decir fluido acuoso de tipo coloidal constituido por agua, sales, iones, proteínas, glúcidos, etc.; contiene el resto de componentes citoplasmáticos. 2. PROPIEDADES: •
TIXOTROPIA.- Es el intercambio constante entre PLASMA GEL(más soluto) y PLASMA SOL(más agua) debido a la variación de la TEMPERATURA.
Tº
•
POTENCIAL ELÉCTRICO.- Es generado por los IONES que pueden ser CATIONES -
-
(Na+, K+, Mg++ o ANIONES (Cl-, HPO4 , HCO3 ), siendo los más abundantes los ANIONES. Debido a esto el potencial eléctrico es negativo (-90mv y -20mv)
+ + +
NÚCLEO
+
+
39
BIOLOGÍA •
PAMER – UNI MOVIMIENTO BROWNIANO.- Es generado por la repulsión de las cargas negativas de los ANIONES, donde estos empujan al CITOSOL produciendo su movimiento CAÓTICO, VIBRATORIO e interrumpido denominado movimiento Browniano.
NÚCLEO
•
CICLOSIS.- Movimiento circular del CITOSOL en las células vegetales. Este movimiento se debe a la presencia de una gran vacuola en el citoplasma de las células vegetales maduras.
•
MOVIMIENTO AMEBOIDE.- Es un movimiento del CITOSOL, donde el ENDOPLASMA empuja al ECTOPLASMA originándose pseudopodo.
40
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
•
FENOMENO TYNDALL.- Es la capacidad que tiene un COLOIDE(CITOSOL) para refractar la luz
•
CITOESQUELETO .- Esta formado por un conjunto de MICROTÚBULOS, MICROFILAMENTOS y FILAMENTOS intermediarios que atraviesa el CITOSOL y que esta relacionada con varias formas de MOTILIDAD CELULAR.
NÚCLEO
B. ORGANELAS 1. DEFINICIÓN: Son componentes permanentes del CITOPLASMA y se encuentran cumpliendo funciones vitales para la CÉLULA. Generalmente están rodeados de membrana. 2. CLASIFICACIÓN: a) NO MEMBRANOSOS (ORGANOIDES).Son estructuras citoplasmáticas permanentes que no presentan membrana, debido a esto se denominan organoides y son: 41
BIOLOGÍA
PAMER – UNI -
RIBOSOMAS: * Composición Química:
65% de ARN ribosómico (ARNr) y 35% de Riboforina (Proteína) * Estructura: Presenta dos subunidades unidas por el Mg++. Las subunidades son mayor y menor, donde su sedimentación(S) depende del tipo de célula.
70S
Mg
M = 60S
++
Mg++
m = 30S
80S
m = 40S
* Formación: Los ribosomas se forman, se ensamblan (unión la subunidad mayor con la menor) en el citoplasma, pero sus subunidades son sintetizadas en el núcleo por el NUCLEOLO. En el citoplasma los ribosomas se presentan libres, ya sea aislados o juntos (Polirribosomas), y asociados a las membranas del Retículo Endoplasmático Rugoso (R.E.R) * Función: Síntesis de Proteínas. -
CENTRIOLOS: * Estructuras: Son formaciones cilíndricas huecas, no rodeadas de membrana. Están constituidos por nueve tripletes de MICROTÚBULOS dispuestos en forma circular. * Función:Dirigen la construcción del huso acromático en la división celular. En la división celular los dos centriolos de una celular se disponen perpendicularmente entre si y constituyen el DIPLOSOMA. Además los centriolos no se encuentran en las plantas superiores, pero se forman el Huso Acromático por los CASQUETES POLARES(MTOC: Centro Organizador de Microtubulos)
TRIPLETE DE MICROTUBULOS
42
BIOLOGÍA
PAMER – UNI b) Membranosos (Organelas): Son estructuras citoplasmáticas permanentes con simples(1) o doble(2) membrana y son: - LISOSOMAS (MEMBRANA SIMPLE): * Estructuras: Son vesículas esféricas que contienen enzimas hidrolíticas o digestivas (Nucleasa, Fosfatasa, Lisozima, Lipasa, Glucosidasa, Catepsina, etc.) y debido a esto su P.H=5 (ácido) * Función: Digestión Celular , los primarios se fusionan con la vesícula ENDOCITICAS mezclando sus enzimas con el contenido de las vesículas por lo cual se denominan lisosomas secundarios. Luego se absorben los nutrientes convirtiéndose en vesícula residual para ser expulsado. Autofagía, esta relacionada con la renovación y recambio de los componentes celulares. Esto ocurre cuando algunas porciones de la célula han perdido su función o están dañadas. Los Lisosomas son muy abundantes en las células Fagocíticas (Glóbulo blanco, macrofago) y protistas (Paramecium, Amoeba, etc.) -
PEROXISOMAS (MEMBRANA SIMPLE) * Estructura: Son vesículas similares a los lisosomas y con el mismo origen * Función: Contienen enzimas (Peroxidasa, catalasa) que degradan peroxidos orgánicos e inorgánicos (agua oxigenada). También realizan la -oxidación de los ácidos grasos. METABOLISMO CELULAR
-
Peroxidasa H2O + 1/2 O2
H2O2
(ENZIMA)
GLIOXISOMAS (MEMBRANA SIMPLE) Es un tipo de peroxisoma presente en vegetales, hongos y protozoarios. Además presentan enzimas del ciclo GLIOXILATO que les permiten convertir los Lípidos (Grasas, aceites) en Glúcidos (Azúcares). CICLO DEL GLIOXILATO
H
O C COOH
ENZIMAS LÍPIDOS (Grasas y Aceites)
GLÚCIDOS (Azúcares) 43
GLIOXILATO
BIOLOGÍA
PAMER – UNI -
VACUOLA (MEMBRANA SIMPLE) * Estructura: Son vesículas de contenido diverso: Alimento, residuos metabólicos o agua. Como los fagosomas, vesículas pinocíticas y vesículas residuales. * Función: Almacenar sustancias. En las Protozoarios existe la vacuola pulsatil que regula el contenido de agua en la célula y en los vegetales existe una gran vacuola que regula la turgencia de la célula.
VACUOLA PULSATIL
NÚCLEO VACUOLA GRANDE (Regula la Turgencia)
CELULAR
Paramecium
-
CILIOS Son prolongaciones celulares (citoplasmáticas) largas y delgadas, cubiertas por membrana y muy numerosas. Tienen como función el movimiento celular.
-
FLAGELOS Son prolongaciones celulares (citoplasmáticos) y muy largas y delgadas, cubiertas por membrana y poco numerosas. Tiene como función el movimiento celular. Cilios y Flagelos tienen una estructura similar formada por 9 dupletes y un par central de microtubulos.
44
BIOLOGÍA
PAMER – UNI FLAGELO CILIOS
(Protozoario)
-
PLASTOS (MEMBRANA DOBLE) * Formación: A partir de un plasto inmaduro llamado PROPLASTIDIO. * Estructura: Es una organela exclusiva de vegetales y de algas del Reino protista, de forma esférica u ovoide. Presentan una membrana doble rodeando una matriz líquida en la que encontramos DNA circular, RNA y ribosomas de tipo bacteriano. * Tipos: Leucoplastos.- Almacenan ALMIDÓN que les da el color blanco Cromoplastos.- Son plastos de diferentes colores, debido a los pigmentos que presenta, como Rhodoplasto (Ficoeritrina), Phaeoplasto (Fucoxantina), etc. En los vegetales los pigmentos son: CAROTENO, da el color Naranja al vegetal. Ejemplo: zanahoria, camote, etc. XANTOFILA, da el color Amarillo al vegetal. Ejemplo: Limón, plátano, tomate, etc. LICOPENO, da el color Rojo al vegetal. Ejemplo: rocoto, tomate, etc. Cloroplastos.- Organela propio de las plantas verdes, que contiene el pigmento clorofila. Su función es llevar acabo la fotosíntesis y además de las estructuras señaladas paralos plastos con MEMBRANA TILACOIDE, que forman una serie de canales (Lamelas), con dilataciones en forma de discos (Discos Tilacoides) que se aglomeran como una 45
BIOLOGÍA
PAMER – UNI pila de monedas (Grana), y se orienta en dirección enzimas para la FASE LUMINOSA DE LA FOTOSÍNTESIS ESTROMA, es la matriz líquida en la que se encuentra las enzimas para la FASE OSCURA DE LA FOTOSÍNTESIS.
MEMBRANA TILACOIDE
EXTERNA INTERNA
MEMBRANAS
DISCOS TILACOIDES
RIBOSOMA LAMELA
ESTROMA (F.Oscura)
GRANA (F.Luminosa)
-
MITOCONDRIA (MEMBRANA DOBLE) * Forma: Esférica o alargada que alcanza una dimensión de hasta 10 (micras) * Estructuras: Presenta una membrana doble rodeando a una matriz líquida. Estas membranas son: Membrana Externa, lisa y tienen una enzima la monoaminoxidasa Membrana Interna , presenta repliegues (crestas) destinadas a incrementar su superficie. En ella encontramos a las enzimas de la CADENA RESPIRATORIA y una del ciclo de Krebs (succionato deshidrogenasa) Matriz, contiene la mayoría de las enzimas del cilo de Krebs, DNA circular, RNA y Ribosomas de tipo bacteriano. * Función: Principalmente la Respiración Celular que conduce a la síntesis de ATP, necesario como fuente inmediata de energía en el trabajo celular (transporte activo, transmisión de Impulsos, etc.) También participan en el metabolismo de Lípidos, cuando los ácidos grasos son muy grandes lo degradan a cadenas más pequeñas para que luego sufran la - oxidación en los Peróxidos. C. SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS: 1. DEFINICIÓN Conjunto de estructuras membranosas, donde la mayoría proviene de la invaginación de la membrana celular y son: Retículo Endoplasmático, Golgisoma y Carioteca. 2. TIPOS: • RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (R.E).- Es un sistema membranosos de canales ramificados y cisternas que recorre la célula, todos comunicados entre sí y con la membrana nuclear. Estos son: 46
BIOLOGÍA
PAMER – UNI -
•
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (R.E.R): Presentan ribosomas adheridas a la superficie que mira al citoplasma y sobre ella se sintetizan proteínas de membranas y la que están fuera de la célula - RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (R.E.L): No presentan Ribosomas en su superficie y esto en conexión con el R.E.R. Participan en la síntesis de Esteroiedes (Lípidos), en la dextoxificación celular y en la degradación de hormonas. APARATO DE GOLGI O COMPLEJO DE GOLGI (GOLGISOMA): - ESTRUCTURA: Está formado por un conjunto de sacos aplanados membranosos con dilatación en sus extremos. Cada saco aplanado se le llama DICTIOSOMA. - FUNCIÓN: La secreción celular, síntesis de glúcidos y fabricación de Lisosomas y peroxisomas. También recoge, concentra y combina a las sustancias elaboradas por el R.E, llevan a cabo la adición de glúcidos a proteínas (Glucoproteínas) y de Lípidos a proteínas (Lipoproteínas), para luego secretarlas.
PEROXIMAS Lisosomas
Dictiosomas
CÉLULA GLIOXISOMAS
D. INCLUSIONES: Son acumulos temporales de sustancias metabólicas de naturaleza orgánica o inorgánica y a diferencia de las vacuolas carecen de membranas. Por ejemplo glúcidos, lípidos, cristales y pigmentos.
ALMIDÓN (V) GLUCOGENO (A)
GLÚCIDOS LÍPIDOS
NÚCLEO
MACLA DRUSA
CRISTALES (V) (Minerales)
RAFIDIO
ULA CÉL
PIGMENTOS
47
INCLUSIONES
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
48
BIOLOGÍA
I.
PAMER – UNI
NÚCLEO
IMPORTANCIA:
1. Es el corpúsculo diferencial evolutivo entre la célula eucariótica, de la célula procariótica. 2. Contiene al material genético en el ADN, y es allí donde este se replica y se transcribe. 3. Es el centro de regulación de la célula.
II. DEFINICIÓN: Es la región corpuscular más importante de la célula que controla todas las funciones de la célula, como las actividades metabólicas y reproductivas. Durante la división celular detiene esta función y se desorganiza.
III. UBICACIÓN: 1. CELULA ANIMAL: Generalmente es esférica y su ubicación es central. 2. CELULAVEGETAL: Generalmente es ovoide y su ubicación es periférica, debido al gran espacio ocupado por la vacuola.
NÚCLEO
NÚCLEO
VACUOLA
IV. ESTRUCTURA: Presenta la siguiente estructura:
PORO
RIBOSOMA
R.E.R.
CÉLULA CARIOTECA
HISTONAS NUCLEOLO CROMATINA
ADN
CARIOPLASMA
49
BIOLOGÍA 1.
PAMER – UNI
CARIOTECA O MEMBRANA NUCLEAR : Es un sistema de endomembrana compuesta por doble membrana y presenta poros, por donde se realiza el intercambio de sustancias con el CITOPLASMA. Se forma a partir del R.E.R. y presenta ribosomas en la capa externa.
2.
CARIOPLASMA O NUCLEOPLASMA : Es un coloide que contiene enzimas y nucleótidos libres. También es el lugar donde ocurre la replicación transcripción y traducción.
3.
NUCLEOLO : Es una estructura generalmente esférica y formada fundamentalmente por ARN, aunque también presentan ADN y proteínas. El nucleolo puede ser único o múltiple, y su papel es el de sintetizar las moléculas de ARNr y las numerosas proteínas (RIBOFORINAS) que forman al ribosoma. Presenta la siguiente estructura.
4.
CROMATINA: Formada por proteínas (70%), ADN (15-20%) y en menor proporción ARN. Sólo se encuentran en interfase, porque en división celular se condensan en cromosomas.
C RO MAT I NA (1879, FLEMMIG USA 1º TÉRMINO)
I.
TRASCENDENCIA BIOLÓGICA Contiene a la molécula (ADN) que almacena la información genética o rasgos biológicos.
II. DEFINICIÓN Agregado supramolecular heterogéneo de constitución nucleoproteica, porque esta formado por Acido Nucleico (ADN descondensado) y proteínas básicas (Histonas)
III. ESTRUCTURA Esta formado por un polímero de NUCLEOSOMAS unidos por ADN puente. El NUCLEOSOMA esta formado por un octamero de histonas con dos vueltas de ADN (200 pares de bases) a su alrededor. Los histonas son de cuatro tipos : H 2A, H2B, H3 y H4, la histona H1 no forma parte del NUCLEOSOMA más bien la estabiliza. Los seres vivos que presenten histonas H1 son los más evolucionados.
IV. TIPOS La cromatina dependiendo de su empaquetamiento puede presentarse bajo dos formas o tipos : 50
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
1. HETEROCROMATINA.- Es el tipo de cromatina condensada durante la interfase y son de dos tipos : •
Constitutiva, aparece condensada en todos los tipos celulares y durante todo el tiempo.
•
Facultativa, solo se condensa en ciertas células o momentos especiales del desarrollo.
2. EUCROMATINA.- Es la porción de la cromatina que permanece en un estado no condensado y disperso, ocupando el mayor volumen del espacio nuclear.
(La formación genética almacenada no se expresa)
(La información genética almacenada se expresa)
N ÚCLEO
CROMATINA
CROMATINA ADN
ADN
H1
puente
OCTAMERO DE HISTONA 2(H2A, H 2B, H3, H4)
ADN (Acido Nucleico)
C R O MO S O M A I.
DEFINICIÓN Son cuerpos nucleares que resultan de la “duplicación y condensación de la cromatina”, durante el proceso de división celular. Se observan en la profase tardía, alcanzando su máxima condensación en la metafase. 51
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
HETEROCROMATINA
N UCLEO
DUPLICACIÓN
CENTRÓMERO
Periodo “S” de la Interfase
EUCROMATINA
CROMATINA SIMPLE
CROMATINA DUPLICADA
CROMATIDE
CENTROMERO
CROMOSOMA METAFASICO
CROMOSOMA PROFASICO
52
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
III. CLASIFICACIÓN: Debido a la gran biodiversidad de organismos hasta la fecha conocidos, existen también una diversidad de formas y tamaños de los cromosomas, que clasificaremos empleando los criterios más comunes :
1. POR EL NÚMERO DE CROMATIDE :
2.
•
Metafásico
:
Cromosoma formado por dos cromátides.
•
Anafásico
:
Cromosoma formado por una cromátide.
POR LAPOSICIÓN DEL CENTROMERO : •
Metacéntrico : Centrómero en el centro del cromosoma, por lo tanto la longitud de los brazos son iguales.
•
Submetacéntrico : Centrómero un poco al extremo del cromosoma, por lo tanto la longitud de los brazos son diferentes.
53
BIOLOGÍA •
PAMER – UNI
Acrocéntrico : Centrómero muy al extremo, por lo tanto la longitud de los brazos son muy diferentes. Además presentan satélites.
•
Telocéntrico : Centrómero en uno de sus extremos, por lo tanto el cromosoma es anormal. No se encuentra en HUMANOS.
3.
POR LOS CARACTERES QUE TRANSMITE : •
Cromosomas Somáticos o Autosomas : Son cromosomas que contienen a los genes responsables de los rasgos o caracteres biológicos del organismo, como color de ojos forma de hojas, estatura, etc. en humanos son 22 pares. (1, 2, 3, 4, ...... 22)
•
Cromosomas Sexuales o Alosomas : Son cromosomas que llevan la información sexual, por consiguiente determinan el sexo del organismo. En humanos son un par de cromosomas (masculino : XY y femenino XX)
54
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
FLAGELOS BACTERIANOS (FLAGELINA) Ciertas bacterias poseen un sólo flagelo, otras tienen un mechón de flagelos, y otras más, tienen flagelos distribuidos sobre la superficie celular entera. Los flagelos en general, tienen entre 100 y 200 m de largo aproximadamente 0,5 m de diámetro, pero estas medidas varían según la especie de que se trate. Muchos flagelos bacterianos muestran una ondulación regular y uniforme, con una longitud de onda de 2,5 m y difieren de aquellos de células eucarióticas en que son mucho más delgados y en que no están circundados por una membrana. El movimiento helicoidal o giratorio es impartido por la zona de la base, mediante una bomba de protones, no por el ATP sino directamente por el potencial electroquímico generado por la bomba de protones dependiente de la respiración. Los movimientos flagelares pueden exceder a los 40 ciclos por segundo y logran impulsar a las bacterias a velocidades superiores a las 50 m / seg. Muchas células bacterianas "nadan" hacia fuentes alimenticias mediante un proceso llamado quimiotaxis, efectuando movimientos en línea recta interrumpidos por giros y vueltas. Cuando los flagelos bacterianos - constituidos por proteína - son acidificados a un pH 3, se disocian en subunidades idénticas llamadas flagelinas. Los flagelos bacterianos están formados por 33 filamentos entrelazados de flagelina. La flagelina de Salmonella typhimurium y otras bacterias contienen muchos residuos de metilisina.
ORGÁNULOS DE EXCRECIÓN No solamente los restos sólidos del alimento, sino también las materias liquidas y gaseosa, surgidas en calidad de desechos del metabolismo (intercambio de sustancias), tienen que ser alejadas de la célula. La liberación de las sustancias líquidas innecesarias o aún nocivas se realiza en los animales superiores mediante el sistema excretor, en tanto que la de los gases (principalmente de anhídrido carbónico), a través del sistema respiratorio. En el cuerpo de los protozoos ambas funciones se hallan en íntima relación y se cumplen a menudo con el auxilio de orgánulos comunes. 55
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
No obstante, tales orgánulos faltan completamente en varios protozoos. La eliminación de los líquidos y de los gases se efectúan, en ellos, por toda la superficie corporal. Es evidente que semejante eliminación se logra de modo tanto más perfecto cuanto mayor es la relación entre la superficie y el volumen del cuerpo. Por lo tanto, a todas las formaciones que aumentan la superficie de la célula, tales como, por ejemplo, los pseudópodos, el peristoma, etc. , les podemos asignar, además de su tarea principal, todavía otras funciones accesorias (la de excreción y la respiración). Como orgánulos excretores, que al mismo tiempo son reguladores de los procesos osmóticos, deben mencionarse las vacuolas pulsátiles o contráctiles . En los protozoos dulceacuícolas su existencia es común. Empero, si adaptamos progresivamente una ameba de agua dulce a la vida en el agua del mar, su vacuola contráctil desaparece; pero reaparecerá tan pronto como la llevemos a su medio primitivo. Por su estructura, la vacuola contráctil representa una vesícula llena de líquido y se encuentra generalmente en un determinado lugar del cuerpo celular. La vesícula se contrae rítmicamente, vertiendo su contenido al exterior. Se forma luego nuevamente por la afluencia de líquido desde el protoplasma circundante. Se admite que, junto con el líquido, en la aludida vesícula se acumulan asimismo las sustancias gaseosas innecesarias y dañinas para la célula. La célula puede poseer una o varias vacuolas pulsátiles. Sin embargo, descontando algunas excepciones, relativamente raras, su número en cada especie dada es generalmente constante. La estructura de las vacuolas pulsátiles puede ser harto complicada, debido a la presencia de vacuolas de formación, más pequeñas, o de canales o conductos concluyentes, las vacuolas de formación de Paramecium aparecen alrededor de la propia vacuola contráctil en forma de vesículas piriformes, constituyendo una roseta. Los extremos obtusos de dichas vesículas están orientados hacia la vacuola pulsátil, en tanto que los extremos opuestos se extienden, en el citoplasma, a manera de canales más o menos largos y delgados. El líquido y los desechos se acumulan primeramente en las nombradas vesículas adicionales y sólo luego se vierten en la vesícula central, para ser expelidos finalmente al exterior. En otros casos, como, por ejemplo en Stentor, donde la vacuola pulsátil está situada en la proximidad del peristoma, ella se halla en unión con dos canales confluyentes o canales de acceso: uno corto, anterior y el otro, que se extiende a lo largo de casi todo el cuerpo, de posición posterior. La eliminación del líquido de la vacuola ya sea por la ruptura de la plasmolema (en las amebas), o bien mediante un poco constante, existente en la película (en los ciliados). 56
BIOLOGÍA
PAMER – UNI A) B) C) D) E)
01. En las mitocondrias se realiza, excepto: A) Un proceso de oxidación B) Ciclo de Krebs C) Producción de Moléculas Energéticas D) Digestión Celular E) Cadena transportadora de electrones
2. Ribosoma 3. Peroxisoma 4. Golgisoma 5. Centriolo
1, 5, 5, 2, 3, 4, 4, 5, 1, 4,
4 1 5 1 5
04. En algunos protozoarios existe …………… cuya función es la de regular el contenido de agua de la célula A) vacuola de reserva B) mitocondria pulsátil C) vacuola digestiva D) cilios contractiles E) vacuola pulsátil
02. Relacione ambas columnas: I. Núcleo ( ) Saco aplanado II. Mitocondria ( ) Apoyo elástico para la membrana celular III.Microtúbulos ( ) Productor de energía IV. Glioxisoma ( ) Oxidación de los ácidos grasos a azúcares V. Dictiosoma ( ) Es el centro que controla la célula A) I, IV, V, II, III B) I, IV, III, II, V C) III, II, V, I, IV D) IV, I, V, III, II E) V, III, II, IV, I 03. Relacione: 1. Lisosoma
3, 2, 3, 4, 1, 2, 2, 3, 3, 2,
05. Cromosomas presentes en el cariotipo humano : 1. Metacéntrico 2. Submetacéntrico 3. Acrocéntrico 4. Telocéntrico A) 1 y 2 B) 3 y 4 C) 1, 2 y 3 D) 2, 3 y 4 E) 2 y 3 06. La envoltura nuclear o carioteca, es una barrera biológica muy selectiva al igual que la membrana plasmática; siendo la composición química de la carioteca muy similar: A) En lípidos y glúcidos a la membrana plasmática. B) A la del retículo endoplasmático rugoso. C) A la membrana cloroplástica. D) A las membranas de las mitocondrias. E) A la del retículo endoplasmático.
( ) Degradación de peróxidos ( ) Síntesis de proteínas ( ) Digestión celular ( ) Forma el huso acromático ( ) Secreción celular
07. ¿Porqué las proteínas histónicas se “pegan” fuertemente al ADN para constituir la cromatina? A) Por que su naturaleza química es básica. 57
BIOLOGÍA
PAMER – UNI
B) Por que su naturaleza química es ácida. C) Por que son proteínas muy grandes. D) Por que no contienen a los aminoácidos : arginina y lisina. E) Por presentar 5 tipos : H1, H2A, H2B, H3 y H4. 08. No corresponde a las características de las mitocondrias: A) Se origina por división de otras mitocondrias. B) Su número aumenta durante la interfase. C) Son capaces de sintetizar proteínas. D) Presentan ribosomas pequeñas 30S, 40S y 60S E) Las mitocondrias podrían ser el resultado de un parásito bacteriano. 09. Se tiene un polipéptido recién sintetizado de 300 aminoácidos, el número de nucleótidos del RNAm que codifica dicho polipéptido será de por lo menos : A) 301 B) 303 C) 906 D) 603 E) 309 10. En la Replicación de ADN de una célula procariota participa : 1. ARN polimerasa 2. ADN polimerasa 3. Desoxirribonucleótidos 4. Ribonucleótidos 5. RNA transferencia 6. Adenosin trifosfato A) 2, 3, 6 B) 1, 2, 3 C) 2, 4, 5 D) 1, 2, 3, 4 E) 1, 2, 3, 4, 5, 6 58
BIOLOGÍA ANATOMÍA
I.
PAMER – UNI
DEFINICIÓN El aparato cardiovascular está constituido por una red de vasos sanguíneos, a través de los cuales circula la sangre. Ella es impulsada a través de estos vasos por la acción del corazón, que está en el centro anatómico y funcional de todo el sistema circulatorio.
II. ESTRUCTURA 1. 2.
Corazón Vasos Sanguíneos:
- Arterias
- Capilares
- Venas
CORAZÓN I.
DEFINICIÓN El corazón es un órgano muscular hueco, en forma de cono truncado, del tamaño aproximado de un puño grande.
II. UBICACIÓN Esta situado en el mediastino (región de la cavidad torácica comprendida entre los dos pulmones) medio.
III. PESO Varía con la edad, el sexo, la actividad física, altitud, etc. En un adulto varía entre 250 y 300gr.
IV. FORMA Pirámide invertida
Posición del corazón en el tórax, vista anterior.
59
ANATOMÍA BIOLOGÍA
PAMER – UNI
V. LÍMITES Su extremidad ancha o base está dirigida hacia arriba, atrás y a la derecha, y su extremo inferior o punta (Ápex) dirigida hacia abajo, adelante y a la izquierda. Como su posición es oblicua, los términos “corazón derecho” y “corazón izquierdo” son más fisiológicos que anatómicos, pues el corazón derecho está casi delante del izquierdo.
VI. HISTOLOGÍA DE LAS PAREDES CARDIÁCAS En un corte transversal del corazón, se distinguen tres capas; éstas, de la más externa a la más interna, son:
a.
Pericardio Es una cubierta fribroelástica que envuelve completamente al corazón. Posee dos capas: a.1. Pericardio fibroso: Constituido por tejido conjuntivo fibroso. a.2. Pericardio seroso: Constituido por un epitelio simple plano apoyado sobre una delgada capa de tejido conjuntivo. El pericardio seroso comprende dos capas: capa parietal, recubre el pericardio fibroso. capa visceral o epicardio, recubre al miocardio (pared muscular del corazón) al cual se adhiere. Entre las dos hojas del pericardio seroso, encontramos la cavidad pericárdica, que es un estrecho espacio que normalmente contiene de 10 a 20 ml. de líquido pericárdico el que actúa el que actúa como lubricante para facilitar los movimientos del corazón.
b.
Miocardio Músculo cardiaco que constituye la mayor parte de la pared cardíaca. Su espesor varia según la cámara cardiaca.
c.
Endocardio Está constituido por un epitelio simple plano (endotelio) y el tejido conjuntivo laxo subyacente. Recubre toda la superficie interna del corazón, incluyendo las válvulas cardiacas; su endotelio se continúa con el endotelio de los grandes vasos sanguíneos.
VII.CAVIDADES CARDIACAS El corazón está formado por cuatro cavidades: dos aurículas y dos ventrículos
a.
Aurículas o Atrios Son las cavidades superiores del corazón, una derecha y otra izquierda, separadas por el septum o tabique interaurícular. 60
BIOLOGÍA ANATOMÍA
PAMER – UNI
Cada aurícula tiene forma globulosa y una prolongación llamada orejuela. La pared de las aurículas tiene dos a tres milímetros de espesor, su superficie interna es lisa, a excepción de la de las orejuelas. En las aurículas desembocan las venas, mediante orificios provistos de válvulas. A la aurícula derecha llegan: - Vena cava superior, trae sangre venosa de la región superior del cuerpo. - Vena cava inferior, trae sangre venosa de la región inferior del cuerpo. - Seno coronario, trae sangre venosa del miocardio. A la izquierda llegan: - Cuatro venas pulmonares, traen sangre oxigenada proveniente de los pulmones.
B.
Ventrículos Son dos, uno derecho y otro izquierda, separados por el tabique o septum interventricular. Cada ventrículo se comunica con la aurícula del lado correspondiente a través del orificio aurículo-ventricular, provisto de una válvula. Las paredes ventriculares son más gruesas que las auriculares debido al mayor desarrollo de la capa muscular. La superficie interior de las par edes ventriculares presenta una serie de relieves formados por tejido muscular. De los ventrículos salen las arterias, las que llevan sangre del corazón a los tejidos, los orificios arteriales están provistos de válvulas semilunares o sigmoideas.
AI AD
VD
61
VI
ANATOMÍA BIOLOGÍA
PAMER – UNI
ART. CARÓTIDA COMÚN IZQUIERDA ART. BRAQUIOCEFÁLICA
ART. SUBCLAVIA IZQUIERDA
ARTERIA PULMONAR DERECHA
CO 2
CO 2 VENA CAVA SUPERIOR (Recoge sangre venosa de la región superior del cuerpo)
AD
SENO CORONARIO (Recoge sangre Venosa del corazón)
ARTERIA PULMONAR IZQUIERDA VENAS PULMONARES (Traen sangre oxigenada del pulmón)
AI
CO2 CO2
O2
PERICARDIO
VENA CAVA INFERIOR (Recoge sangre venosa del la región inferior del cuerpo)
MIOCARDIO L.P (músculo)
VÁLVULA TRICÚSPIDE (Formado por 3 válvulas)
O2
CUERDAS TENDINOSAS
SENO DE VALSAVA (Nace las arterias coronarias)
ARTERIA PULMONAR (lleva sangre venosa al pulmón) VD VD
VÁLVULA BICÚSPIDE (formada por 2 valvas) ARTERIA AORTA (lleva sangre 02 a los tejidos)
CO2
MÚSCULOS PAPILARES
4 - 5 mm
ENDOCARDIO CV CP
VI
VÁLVULA SIGMOIDEA (3 valvas)
TABIQUE INTERVENTRICULAR
VI
APICE
P = 60 mmHg 8 - 15 mm P = 120 mmHg
62
BIOLOGÍA ANATOMÍA
PAMER – UNI
CUADRO COMPARATIVO ENTRE VENTRÍCULO DERECHO E IZQUIERDO CARACTERÍSTICA
VENTRÍCULO DER.
VENTRÍCULO IZQ.
Situación
Derecho y anterior
Izquierdo y posterior
Sección transversal
Media luna
Circular
Espesor de la pared
4 – 5 mm
8 – 15 mm
No. de músculos papilares
3
2
Válvula A-V
Tricúspide
Mitral
Arterias de salida
Pulmonar
Aorta
oxigenada del pulmón)
La arteria pulmonar lleva sangre venosa a los pulmones, la arteria aorta lleva sangre oxigenada a todos los tejidos.
VIII. VÁLVULAS Están constituidas por valvas, cada valva consta de una lámina central de tejido conjuntivo denso, revestida por ambas caras por endocardio. Son cuatro las válvulas cardiacas: dos auriculoventriculares y dos sigmoideas.
a.
Válvulas aurículo-ventriculares Se insertan en el anillo aurículo-ventricular, su función es hacer que el flujo de sangre a través del orificio aurículo-ventricular sea unidireccional, sólo de la aurícula al ventrículo correspondiente y no a la inversa. Válvula tricúspide: Situada entre las aurícula derecha y el ventrículo derecho, consta de tres valvas. Válvula mitral o bicúspide: Situada entre la aurícula y el ventrículo izquierdo, consta de dos valvas.
b.
Válvulas sigmoideas Son dos, aórtica y pulmonar, ambas de similar morfología. Su función es impedir el flujo retrógrado de sangre de la arteria al ventrículo correspondiente. Cada válvula sigmoidea está formada por tres valvas. En la arteria aorta, por detrás de las valvas, la pared de la arteria sufre pequeñas dilataciones llamadas Senos de Valsalva, de donde nacen las arterias coronarias. 63
BIOLOGÍA ANATOMÍA
PAMER – UNI
VÁLVULA MITRAL VÁLVULA AÓRTICA Valva Cuerdas tendinosas Músculos papilares
Valva
IX. CICLO CARDIACO Es la secuencia de fenómenos eléctricos, mecánicos y sonoros que se dan, en forma repetitiva y constante, con cada latido cardíaco. Describiremos a continuación ésta sucesión de eventos:
1.
Eventos Mecánicos del Ciclo Cardíaco: Sístole y Diástole El corazón es una bomba pulsátil de cuatro cavidades, dos aurículas y dos ventrículos. Describiremos las fases del ciclo cardiaco en el ventrículo izquierdo, los eventos que se dan en el ventrículo derecho son básicamente los mismos, con algunas variaciones que detallaremos luego. La división del ciclo cardiaco más simple, es en dos fases: sístole y diástole. a)
Sístole Es la contracción de las paredes ventriculares y el bombeo consiguiente de sangre hacia vasos arteriales. Se subdivide en dos fases: -
Contracción isovolumétrica: Se inicia con el cierre de la válvula mitral y la contracción ventricular. Durante esta fase, las válvulas A-V y sigmoides están cerradas, por lo tanto, no entra ni sale sangre, manteniéndose constante su volumen, de allí su nombre isovolumétrico (iso: igual). 64
BIOLOGÍA ANATOMÍA
PAMER – UNI
FASE DE CONTRACCIÓN ISOVOLUMÉTRICA VÁLVULAS AURÍCULO VENTRICULARES (se cierran)
VÁLVULAS SIGMOIDEAS (cerradas)
-
Fase de Eyección: Se inicia con la apertura de la válvula aórtica y el flujo de sangre del ventrículo hacia las arterias. La válvula aórtica se abre cuando la presión en el ventrículo izquierdo supera la presión intraaórtica. Esto se produce porque la presión aórtica está disminuyendo, ya que la arteria no recibe sangre desde la eyección anterior, mientras que paralelamente la presión intraventricular sube rápidamente durante la fase de contracción isovolumétrica
FASE DE EYECCIÓN VÁLVULAS AURÍCULO VENTRICULARES (cerrada)
VÁLVULAS SIGMOIDEAS (se abren)
65
BIOLOGÍA ANATOMÍA b)
PAMER – UNI Diástole: Es la fase de relajación y llenado de los ventrículos. Se subdivide a su vez en dos fases: -
Fase de relajación isovolumétrica: Se inicia con el cierre de la válvula sigmoidea aórtica, evento que marca el fin de la eyección. La válvula aórtica se cierra cuando la presión en la aorta es superior a la presión del ventrículo. Este fenómeno se produce por la relajación de las paredes ventriculares y la elevación paralela de la presión en la aorta, porque ella acaba de recibir sangre durante la eyección. Esta es otra fase isovolumétrica, donde no hay variación en el volumen intraventricular por encontrarse ambas válvulas, A-V y sigmoideas, cerradas.
VÁLVULAS AURÍCULO VENTRICULARES (cerradas)
VÁLVULAS SIGMOIDEAS (se cierran)
-
Fase de llenado: Se inicia con la apertura de la válvula mitral. La válvula mitral se abre cuando la presión en la aurícula es mayor que en el ventrículo, esto se debe a que la aurícula está recibiendo continuamente sangre a través de las venas, lo cual eleva su presión, mientras que el ventrículo se está relajando y posee un menor volumen sanguíneo. Se abre, entonces, la válvula A-V y la sangre fluye de la aurícula al ventrículo. La contracción de las aurículas impulsa un poco de sangre adicional hacia los ventrículos, pero más del 70% del llenado ventricular ocurre pasivamente durante la diástole.
66
BIOLOGÍA ANATOMÍA
PAMER – UNI
VÁLVULAS AURÍCULO VENTRICULARES (se abren)
VÁLVULAS SIGMOIDEAS (cerradas)
Al final de esta fase, el ventrículo está lleno de sangre y listo para ser nuevamente activado. Con una frecuencia cardiaca de 75 latidos/minuto, cada ciclo cardiaco dura alrededor de 800 ms. de los cuales, aproximadamente 500 – 550 ms. corresponden a la diástole y solo 250 – 300 ms. corresponden a la sístole. Las fases del ciclo cardiaco son las mismas en el ventrículo derecho variando solamente el nivel de presión intraauricular e intraventricular desarrolladas. En el ventrículo izquierdo la presión máxima (sistólica) es de 120 mm Hg, mientras que en el ventrículo derecho se acerca a los 25 mm Hg.
atrio izquierdo atrio derecho
ventrículo izquierdo
ventrículo derecho
Presiones intracardiacas normales, en milímetros de mercurio (mmHg), determinadas por cateterismo cardiaco. Las cifras de las fracciones, son presiones sistólica y diastólica.
67
BIOLOGÍA ANATOMÍA 2.
PAMER – UNI
Eventos sonoros del ciclo cardiaco: ruidos cardiacos Los ruidos cardiacos corresponden al cierre de las válvulas cardiacas, las aperturas valvulares son silenciosas. La sangre, al chocar contra las válvulas para cerrarlas, las hace vibrar, estas vibraciones son audibles y constituyen los ruidos cardiacos, que se pueden escuchar en la superficie del tórax. En todo sujeto normal, se escuchan dos ruidos cardiacos: a)
Primer ruido: Corresponde al cierre de las válvulas mitral y tricúspide. Marca el fin del llenado y el inicio de la contracción isovolumétrica. Se origina cuando la sangre trata de fluir en forma retrógrada del ventrículo a la aurícula correspondiente.
Contracción Ventricular Isovolumétrica
Eyección (Sístole Ventricular)
Relajación Ventricular Isovolumétrica
1er. ruido cardiaco
VALVULAS A-V: CERRADA VALVULAS SIGM: CERRADA DURACIÓN: 0,1seg
2do. ruido cardiaco
VALVULAS A-V: CERRADA VALVULAS SIGM: ABIERTA DURACIÓN: 0,2seg
[
VALVULAS A-V: CERRADA VALVULAS SIGM: CERRADA DURACIÓN: 0,1seg
Llenado (Sístole aurícular) VALVULAS A-V: ABIERTA VALVULAS SIGM: CERRADA DURACIÓN: 0,5seg
Fase final de la diástole
Flujo sanguíneo en el corazón y en los grandes vasos durante el ciclo cardíaco. Las porciones del corazón que se contraen en cada fase están indicadas en negro. AD y AI, aurícula derecha e izquierda. VD y VI, ventrículo derecho e izquierdo, respectivamente.
68
BIOLOGÍA ANATOMÍA b)
PAMER – UNI Segundo Ruido: Corresponde al cierre de las válvulas aórtica y pulmonar. Marca el fin de la eyección y el inicio de la relajación isovolumétrica. Se origina cuando la sangre trata de fluir en forma retrógrada de artería al ventrículo correspondiente.
3. Evetos eléctricos del ciclo cardíaco Constituido por tejido miocárdico especializado en la generación y transmisión de potenciales de acción. Los elementos del sistema de conducción, son: a.
Nódulo sinusal: Situado en la aurícula derecha, cerca de la desembocadura de la vena cava superior. El nódulo sinusal inicia la actividad eléctrica del corazón y por lo tanto, su contracción, por ello se llama marcapaso del corazón. Un marcapaso es un tejido capaz de generar por sí solo potenciales de acción, sin necesidad de ser estimulado. El potencial de acción generado en el nódulo es transmitido al miocardio auricular, pasando de célula a célula miocárdica, a través de los discos intercalares.
b.
Nódulo aurículo-ventricular: Situado en la parte inferior del tabique interauricular, recibe el estímulo proveniente del miocardio auricular y lo transmite el haz de His.
c.
Haz aurículo-ventricular o Haz de His: Es la única vía de pasaje del impulso eléctrico de las aurículas a los ventrículos. El Haz de His es continuación del nodo aurículo-ventricular, se divide en dos ramas, una derecha y otra izquierda, las cuales se dirigen al ventrículo respectivo.
d.
Fibras de Purkinje: Son las ramificaciones terminales del Haz de His, se encargan de transmitir el impulso eléctrico a las fibras del miocardio ventricular. El nodo sinusal, es, normalmente, el marcapaso principal del corazón. El nodo aurículo-ventricular y las fibras de Purkinje son marcapasos, pero solo funcionan en caso de fallar el modo sinusal, por lo que se les llama marcapasos potenciales o de reserva.
69
BIOLOGÍA ANATOMÍA
PAMER – UNI
Nódulo sinoauricular o sinusual Nódulo auriculoventricular
Haz auriculo - ventricular o de His
Fibras de Purkinje
X. ELECTROCARDIOGRAMA El ECG es la gráfica del registro de la actividad eléctrica del corazón en la superficie del cuero. Esta gráfica, en un sujeto normal, se compone de las siguientes ondas: •
Onda P Corresponde a la activación auricular, va seguida de un “silencio eléctrico”, el segmento PR, que grafica el paso del estímulo por la pequeña masa del nodo AV, Haz de His y sus ramas. La onda “P” precede a la contracción auricular.
•
Complejo QRS Activación ventricular, es la onda de mayor voltaje (hasta 1mV), esto debido a que las paredes ventriculares constituyen la mayor parte de la masa cardiaca. Este complejo precede a la contracción de los ventrículos.
70
BIOLOGÍA ANATOMÍA •
PAMER – UNI
Onda T Corresponde a la repolarización ventricular (retorno al potencial de reposo), ella precede a la relajacion ventricular.
MILIVOLTIOS (mv)
1,0
R
0,5
0
0,5
0 S
E
0,2 G U
N
D
0,4 O
0,6
0,8
S
XI. ALGUNAS DEFINICIONES EN FISIOLOGÍA CARDIOVASCULAR 1.
Frecuencia Cardíaca Es el número de latidos cardiacos en un minuto, en un sujeto normal en reposo es de 60 – 90 latidos por minuto. Ella depende de la frecuencia del marcapaso sinusal, la cual es modificada por el sistema nervioso autonómico. El X par craneal o vago lentifica la frecuencia cardíaca (bradicardia) y el simpático la incrementa (taquicardia)
2.
Débito cardíaco, gasto cardíaco o volumen minuto
3.
Presión Arterial
Es la cantidad de sangre bombeada por el corazón en 1 minuto, su valor, en un sujeto adulto normal es de aproximadamente 5 litros / minuto.
Es la fuerza ejercida por la sangre sobre las paredes de las arterias. En el circuito sistémico, en un sujeto adulto, los valores máximo, aceptados como normales para presión sistólica y diastólica, son 140/90 mm Hg, respectivamente. 71
BIOLOGÍA ANATOMÍA
PAMER – UNI 3. Apex 4. Orejuelas Aurículas A) 2,3,4,1 C) 2,4,1,3 E) 2,3,1,4
01. La válvula de Thebesio se ubica en: A) Vena cava inferior
( (
) A.I. )
B) 1,2,3,4 D) 2,4,3,1
B) Vena cava superior 05. El agujero de botal se ubica, entre ............, así como el conducto arterioso entre ........... 1.- AD – AI 6.- Arteria Aorta 2.- AD – VD 7.- Arteria Pulmonar 3.- AI – VI 8.- Arteria Coronaria 4.- VD – VI 9.- Venas Pulmonares A) 1;8 D) 2;5;6 B) 2;5 E) 3;5;6 C) 1;5;6
C) Seno venoso coronario D) Tabique interauricular E) Aurícula izquierda 02. Respecto al corazón es falso: A) La punta del corazón es el APEX B) Las orejuelas se ubican en las aurículas C) El seno venoso coronario desemboca en la aurícula derecha D) El apex está formado por los dos
06. Respecto a las capas del corazón es falso: A) El miocardio es el más grueso B) El endocardio posee endotelio C) El pericardio fibroso forma el epicardio. D) La hoja visceral del pericardio seroso forma el líquido pericárdico junto con la hoja parietal. E) En el espacio pericárdico hay líquido pericárdico.
ventrículos E) El ventrículo izquierdo posee las paredes más gruesas 03. Respecto al sistema nodal, es falso: A) El marcapaso cardíaco es el nodo sinusal B) El nodo de Aschoff – Tawara es el marcapaso accesorio C) Las fibras de Purkinje se ubican en
07. En el electrocardiograma gráfica el paso del estímulo por la pequeña masa del nodo auriculoventricular, Haz de His y sus ramas: A) Segmento P–R B) Segmento S–T C) Intervalo P–Q D) Complejo QRS E) Onda “T”
las aurículas D) El has de Hiss transita por el tabique interventricular E) El nodo sinusal es llamado también nodo de Keith – Flack
08. En el electrocardiograma la repolarización ventricular está dada por: A) La onda “P” B) La onda “T” C) Complejo QRS D) Segmento P–R E) Intervalo P–Q
04. En relación a las estructuras cardíacos, relacione 1. Válvula Mitral
(
) V.D.
2. Válvula tricúspide
(
) V.I. 72
BIOLOGÍA ANATOMÍA
PAMER – UNI
11. ¿En qué fase del ciclo cardíaco se abren las válvulas aurículoventriculares? A) Llenado B) Eyección C) Contracción isovolumétrica D) Relajación isovolumétrica E) Sístole 12. El vértice del corazón se localiza a nivel del ............ espacio intercostal izquierdo. A) Segundo B) Tercero C) Cuarto D) Quinto E) Sexto 13. La fase oval se observa en la pared interna de la (del): A) Aurícula derecha B) Aurícula izquierda C) Ventrículo derecho D) Ventrículo izquierdo E) Vena cava inferior 14. Marque la relación incorrecta: A) Aurículas : orejuelas B) Ventrículos : músculos pectíneos C) Aurículas : desembocan venas D) Ventrículos: nacen arterias E) Ventrículos : paredes gruesas 15. ¿En qué fase del ciclo cardíaco se cierran las válvulas sigmoideas? A) Llenado B) Contracción isovolumétrica C) Eyección D) Relajación isovolumétrica E) Sístole 16. El gasto cardíaco de una persona en reposo es de aproximadamente: A) 9 lit./min. B) 5 lit./min. C) 7 lit./min. D) 8 lit./min. E) 10 lit./min. 73
