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Composición Química de los elevado poder dieléctrico, enorme
Seres Vivos capacidad disolvente, conductibilidad
eléctrica, elevado poder calorífico o
El ser vivo es un sistema material calor específico, etc.
de una gran complejidad que partici-
pa activamente en el movimiento de • capacidad solvente o disolvente:
la energía, transformándola en otras todas las sustancias que integran al
formas de energía, las que puede acu- ser vivo están disueltas en agua for-
mular en forma de energía química, en mando complejas soluciones.
determinadas estructuras moleculares
que funcionan como acumuladores • poder dieléctrico o disociador: las
biológicos. sales minerales están disueltas y a
su vez disociadas en iones compo-
No obstante tal enorme com- nentes.
plejidad es posible considerar, en el
ser vivo, dos grandes categorías de • elevado poder calorífico: tiene la
componentes: sustancias inorgánicas y capacidad de absorber una gran can-
sustancias orgánicas. tidad de calor sin producir grandes
cambios de temperatura.
La composición química tenien-
do en cuenta las proporciones, es la • conductividad térmica: facilita la
siguiente aproximadamente depen- conducción del calor lo que hace
diendo de la edad del individuo: 75% posible una adecuada distribución
de agua, 15% de proteínas, 5% de lípi- de la temperatura.
dos, 3% de hidratos de carbono 2% de
ácidos nucleicos y otros. • capacidad protectora de choques,
actúa como colchón hidráulico amor-
Componentes Inorgánicos tiguando impactos y golpes.
En este primer grupo tenemos • escasa viscosidad: fluye con facili-
el agua, las sales minerales, anhídrido dad, permitiendo su distribución en
carbónico, etc. todo el organismo.
Agua • conductibilidad eléctrica: si bien el
Es la sustancia más abundante agua es un mal conductor, en el ser
vivo el agua está formando solucio-
en los seres vivos. Representa más del nes donde existen iones que facilitan
95% en las primeras etapas de la vida la conducción eléctrica, haciendo
y su proporción decrece con la edad, posible los fenómenos bioeléctricos.
hasta valores próximos al 65 - 60%, en
la madurez. Sales Inorgánicas
Todos los restantes componentes Todas las sales, en el ser vivo,
se encuentran disueltos en agua, for- se encuentran formando soluciones.
mando complejas soluciones. Como tales, toda sal está disociada en
sus componentes iónicos; un ión es un
No obstante la enorme humildad átomo o grupo de átomos que presen-
de su composición, el agua es una sus- tan carga eléctrica positiva o negativa,
tancia que goza de propiedades excep- por pérdida o ganancia de electrones
cionales: alta conductibilidad térmica, respectivamente. Existen ANIONES
y CATIONES, los que exhiben carga
eléctrica negativa y positiva, respecti-
vamente.
Biología Humana | 51
Entre las distintas funciones que Glúcidos, Azúcares,
tienen a su cargo las sales debemos Carbohidratos o Hidratos de
mencionar: Carbono
• el mantenimiento de la presión ós- Comprende sustancias que quí-
mica. micamente son poli-alcoholes con
función aldehído o cetona y también
• su participación como cofactores en sus derivados por oxidación (ácidos) o
la actividad enzimática. por reducción (polialcoholes). Son sus-
tancias, generalmente, muy solubles
• regulación del PH. en agua y con sabor dulce. Biológica-
mente los azúcares cumplen funciones
Entre los aniones más comunes principalmente energéticas, es decir,
citaremos los: cloruros, bicarbonatos, actúan como combustible aportando
fosfatos, monoácidos, fosfatos diáci- la enorme cantidad de energía que
dos, sulfatos, etc. tienen encerrada en forma de enlaces
químicos. Tal energía es eficientemente
Ente los cationes más abundantes aprovechada por el ser vivo, demolien-
tenemos catión sodio, catión potasio, do tales sustancias, en un proceso que
catión magnesio, catión calcio. Los se llama respiración celular o interna.
cationes sodio y calcio están perfecta-
mente compartimentalizados, siendo Los azúcares se clasifican en dos
el catión sodio ion extracelular por ex- grandes grupos:
celencia; mientras el potasio es el catión
intracelular más importante. a) no hidrolizables.
b) hidrolizables.
Estos iones se conocen con el
nombre de electrolitos por la carga eléc- Los azúcares no-hidrolizables
trica que presentan. son aquellos que no pueden ser des-
compuestos en azúcares más sencillos
Componentes Orgánicos por procesos hidrolíticos y compren-
den los monosacáridos; los que a su
Comprende los compuestos que vez están formados por tres, cuatro,
contienen en su molécula átomos de cinco, seis o siete átomos de carbono, en
carbono y que son el resultado directo su esqueleto y, así, tenemos las triosas,
de la actividad vital (metabolismo); tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas res-
pues todos los compuestos orgánicos pectivamente.
son sustancias que han sido producidas
en algún eslabón de la cadena trófica o Entre las pentosas nos encontra-
alimentaria como expresión de la activi- mos con la ribulosa que es el azúcar
dad química del ser vivo. Esto contrasta que participa en la fijación del C02
con las sustancias inorgánicas, las cuales (anhídrido carbónico) en la fotosíntesis
llegan al ser vivo desde la fuente natural llevada a cabo por los vegetales, que es
es decir desde el Reino Mineral. la fuente más importante de alimento
para sostener la vida sobre la tierra.
En esta categoría de sustancia Otra pentosa es la ribosa y un derivado
tenemos los glúcidos o azúcares grasas de la misma, la desoxirribosa que es
o lípidos, proteínas y derivados, ácidos el azúcar que encontramos en la cons-
nucleicos y derivados y las vitaminas.
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titución de los ácidos nucleicos. Entre solubilidad en solventes orgánicos.
las hexosas mencionaremos: las aldo- Biológicamente, al igual que los
hexosas glucosa, manosa, galactosa, y
cetohexosas como la fructosa. azúcares, los lípidos cumplen funciones
energéticas. En este caso particular los
Los azúcares hidrolizables, que lípidos constituyen la reserva energéti-
en forma abreviada diremos que están ca del organismo, o lo que es lo mismo
formados por dos o más monosacári- aportan energía a largo plazo. Tiene un
dos. Estos se clasifican en oligosacári- mayor rendimiento energético respecto
dos (formados por dos a doce monosa- a los carbohidratos, mientras 1 gs de
cáridos) y en polisacáridos (cuando el azúcar rinde 4,5 calorías, 1 gs de grasa
número de residuos de monosacáridos rinde el doble.
que lo forman supera los doce). Entre
los polisacáridos mencionaremos: Por otra parte tienen función
celulosa, almidón, glucógeno. Hay poli- estructural dentro de los seres vivos; es
sacáridos como los mencionados, que el caso por ejemplo de los fosfolípidos,
están formados por un mismo azúcar con una cabeza hidrofílica (afín al agua)
que se repite muchas veces, son los y una cola hidrofóbica (no afín al agua)
homopolisacáridos; otros, en cambio, cuya propiedad, que les permite orde-
están formados por distintos monosa- narse de manera de esconder debajo
cáridos y generalmente son derivados del agua la cola mientras que su cabeza
aminados y constituyen el grupo de queda expuesta formando las micelas o
los heteropolisacáridos. Estos hete- dobles capas, permitió la aparición de
ropolisacáridos son azúcares funda- las membranas celulares.
mentalmente estructurales; se conocen
también como mucopolisacáridos. Químicamente, en esta catego-
ría están comprendidos los alcoholes,
El almidón representa la forma ácidos, ésteres (sustancias derivadas de
de almacenamiento de glucosa en el la combinación de un alcohol con un
reino vegetal, y su equivalente en el ácido orgánico o inorgánico), ésteres
Reino animal es el glucógeno, ambos fosfato, esteroides, esteroles, y formas más
formados por una sola clase de mono- complejas de lípidos como glucolípidos
sacáridos u homopolisacáridos. y lipoproteínas.
Entre los heteropolisacáridos se * ALCOHOLES. El más común
encuentran los azúcares estructura- es el glicerol o propanetriol. Otros
les como la quitina, componente del alcoholes importantes son el esfingol
exoesqueleto de los insectos, el con- o esfingosina (un amino-alcohol), el
droicitín sulfato, que lo encontramos colesterol, el cual representa el 7% de la
en las estructuras cartilaginosas, y la parte grasa de la membrana celular.
heparina es otro de los ejemplos de los
heteropolisacáridos. * ÁCIDOS GRASOS. Son sustan-
cias caracterizadas por la presencia
Grasas o Lípidos de un grupo carboxilo en un carbono
Comprende un grupo muy he- primario que representa la parte ácida
de la molécula. Hay ácidos que poseen
terogéneo de sustancias que tienen en dos o más grupos carboxilos; son los
común la insolubilidad en agua y la ácidos dicarboxílicos y tricarboxílicos,
respectivamente. Tal grupo carboxilo
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está unido a una cadena hidrocarburo acético (etanoico), o por más, llegando
con un número variable de átomos de a superar ampliamente los 20 átomos
carbono, a excepción del ácido fórmico de carbono. El residuo hidrocarburo
o metanoico que sólo está representado puede estar formado por carbono.
por el grupo carboxilo. El resto hidro- El residuo hidrocarburo puede estar
carburo de los restantes ácidos puede formado por carbonos unidos por
estar representado por un residuo de enlaces simples; éstos son los ácidos
un carbono (grupo metilo) en el ácido grasos saturados. También podemos
54 | Biología Humana
encontrarnos con uno o más doble cohol con un ácido.
enlaces, propios de los ácidos grasos
insaturados. ÉSTER ALCOHOL + ÁCIDO
c cc Cuando el alcohol en cuestión
c cc es gllicerol, los ésteres son llamados
c cc glicéridos y éstos pueden ser mono,
di o tri-glicéridos, según se hallan
esterificado uno, dos o los tres grupos
alcohólicos que ostenta el glicerol.
Glicéridos Glicerol + Glicerol
Fig.3.1. Cadenas saturadas con Otros ésteres tienen ácido fosfóri-
simple enlace. Cadena insaturada con co, como es el caso de los fosfolípidos
dobles o triples enlaces. donde tenemos glicerol, uno o dos
ácidos grasos (generalmente uno de
Es importante tener presente que ellos insaturado) y una molécula de
los ácidos grasos saturados tienen un ácido fosfórico. Así tenemos formados
punto de fusión creciente de acuerdo los ácidos fosfatídicos que a su vez
al número de átomos de carbono que pueden esterificar a un residuo ácido
conforman la cadena hidrocarbonada; del propio ácido fosfórico y tenemos
mientras tanto, los ácidos grasos in- conformada una molécula más comple-
saturados, tienen un punto de fusión ja que son las lecitinas y cofalinas, que
tanto más bajo cuanto mayor es el representan a los fosfolípidos típicos
grado de insaturación que presenta que encontramos en las membranas
la molécula. Estos ácidos grasos insa- biológicas.
turados son muy importantes porque
tales moléculas son fluidas y tienen la Fosfolípido Glicerol + Ácido graso +
capacidad de trasladar esta propiedad Ácido fosfórico
a las moléculas que resultan de la com-
binación con tales sustancias. Otros ésteres tiene como alcohol
al colesterol.
A esta categoría de ácidos grasos
insaturados pertenece un grupo de Anfipatía
ácidos que el organismo es incapaz de Todas estas sustancias y otras tie-
sintetizar y que son importantes en la
estructura molecular del ser vivo, son nen la particularidad de presentar un
los ácidos grasos esenciales, como los comportamiento dual frente al agua.
ácidos linoleico, linolénico y araquidó- La molécula grasa exhibe una parte de
nico que están formando parte de los su molécula que es soluble en el agua
fosfolípidos de la membrana celular y o sea una región o parte de la molé-
son responsables de parte de la fluidez cula que es hidrófila o hidrosoluble
que presenta la matriz lípida de la y se halla ionizada, es la región polar;
membrana. mientras que la otra parte o región de
la molécula que es no soluble en agua
* ÉSTERES. Son sustancias que
resultan de la combinación de un al-
Biología Humana | 55
o hidrófoba, y no se halla ionizada, es los motores que permiten o hacen po-
la región apolar. sible el metabolismo celular (anabolismo
y catabolismo); pues la ocurrencia de
Esta doble afinidad (contrapues- estos procesos depende de la presencia
ta) se llama anfipatía y juega un papel integral y funcional de las proteínas.
muy importante en la distribución y
ordenamiento de los lípidos y de las * ¿Qué las diferencia de otras
otras moléculas dentro de la célula y sustancias? Las proteínas son moléculas
en especial de las membranas. que gozan de especificidad biológica: es
decir, cada proteína tiene a su cargo la
Proteínas realización de una función particular
Son grandes estructuras molecu- que no puede ser ejecutada por otra
sustancia.
lares (macromoléculas) formadas por
aminoácidos. Otro aspecto importante a sa-
ber es lo siguiente: la síntesis de cada
Químicamente se definen como tipo particular de proteína depende de la
polipéptidos de alto peso molecular, información previamente contenida en la
porque los aminoácidos están uni- herencia del organismo.
dos entre sí por medio de un tipo de
unión, conocida como unión o puente “La síntesis de una proteína
peptídico. Resumiendo lo expuesto representa la expresión bioquímica
hasta acá, podemos decir: la unidad de una unidad de herencia, llamada
estructural de cualquier proteína es el GEN”.
aminoácido.
Hemos definido a las proteínas
Un aminoácido es una molécula como péptidos (polipéptidos) de alto
que tiene en su estructura ambas fun- peso molecular y también hemos visto
ciones, la función amina y la función un péptido, formado por dos aminoá-
ácido. cidos. Cuando dos aminoácidos se
unen a través de un puente peptídico,
Fig.3.2. Representación esquemá- el péptido resultante es un dipéptido;
tica de una proteína cuando a ese dipéptido se le une otro
aminoácido, resulta un tripéptido; el
La unión o puente peptídico péptido resultante de cuatro aminoáci-
se realiza entre el grupo ácido de un dos es un tetrapéptido; luego tenemos
aminoácido y el grupo amina del otro un pentapéptido, hexapéptido, etc.
aminoácido, y así sucesivamente.
Cuando el número de residuos
*¿Cuántos aminoácidos distin- aminoácidos está entre dos y doce (hay
tos existen? Existen VEINTE aminoá- autores que consideran hasta quince),
cidos distintos. hablamos de oligopéptidos (oligo: poco),
nombre que hace referencia al escaso
* ¿Qué rol desempeñan las pro- número de aminoácidos participantes.
teínas en el ser vivo? Las proteínas son
Cuando el número de residuos
supera los doce o quince hablamos de
polipéptidos.
56 | Biología Humana
Si bien las proteínas son esen- o catalítica y el transporte de sustancias
ciales en el ejercicio de la vida, esto no entre otras.
significa que los oligopéptidos carez-
can de importancia biológica, pues hay Las proteínas funcionales se cla-
oligopéptidos que desempeñan impor- sifican en enzimas y transportadores
tantes funciones biológicas, como lo o carriers.
son las hormonas neurohipofisarias,
vasopresina (llamada neurona antidiu- Las enzimas son catalizadores
rética) y la oxitocina. La angiotensina biológicos de naturaleza proteica. No
II (hormona plásmica que actúa sobre existen enzimas que no sean proteínas.
la corteza suprarrenal), también es un ¿Qué es un catalizador? Un catalizador
oligopéptido. También hay neurotrans- es una sustancia que tiene la propie-
misores olipeptídicos de gran impor- dad de acelerar la velocidad de una
tancia en la fisiología neuronal; pero reacción química pero sin participar
como también los hay polipeptídicos, en la misma, es decir que no forma
se habla, por razones de extensión, de parte de los productos finales de dicha
neuropéptidos. reacción.
* ¿Todo polipéptido es una pro- Las enzimas gozan de especi-
teína? No, una proteína es polipéptido ficidad o fidelidad. ¿Qué significa
que tiene un peso molecular (suma de ésto? Que una enzima particular sólo
los pesos atómicos de todos los áto- puede actuar específicamente en una
mos que integran la molécula) igual determinada reacción química, sobre
o superior al de la insulina (hormona una determinada sustancia y no sobre
hipoglucemiante del páncreas), cuyo otra. La sustancia sobre la que actúa
peso molecular está estimado en 6000 una enzima se conoce con el nombre
dáltones (el dalton es la unidad de peso de SUSTRATO.
atómico). De lo aquí expuesto, deduci-
mos que toda proteína es un polipép- * ¿Cómo actúa la enzima? La enzi-
tido; pero, que no todo polipéptido es ma se une transitoriamente al sustrato
una proteína. formando el COMPLEJO ENZIMA-
SUSTRATO. Al quedar así formado ese
* ¿Cómo se clasifican las proteí- complejo enzima-sustrato, la molécula
nas según las funciones que cumplen enzimática sufre un cambio conforma-
en el organismo? Las proteínas se clasi- cional que incide sobre el sustrato, al
fican en estructurales y funcionales. que eleva su nivel energético con lo que
lo hace inestable (la estabilidad de una
Proteínas estructurales son aque- molécula es tanto mayor cuanto menor
llas que están formando el andamiaje es el nivel energético de la misma).
del mismo, como ejemplos, la proteína Como consecuencia de este aumento de
del pelo, etc. energía y por consiguiente de inestabi-
lidad, la molécula sustrato tiende a ad-
Proteínas funcionales son aque- quirir nuevas formas de estabilidad, lo
llas que tienen a su cargo funciones es- que logra por roturas, reordenamientos
pecíficas como la actividad enzimática internos o por combinaciones con otras
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sustancias; en ese preciso momento el ras. En toda proteína se reconoce una
sustrato inicial, al haber cambiado a estructura primaria, una secundaria
otra estructura molecular, se separa y otra terciaria; en algunas existe la
de la molécula de enzima descompo- estructura cuaternaria.
niéndose el complejo enzima-sustrato,
dejando a la enzima en libertad para De la estructura primaria men-
poder actuar nuevamente sobre otra cionaremos que es el ordenamiento que
molécula sustrato. Esto se conoce como tienen los aminoácidos en la misma,
actividad enzimática y depende de la también llamado secuencia. Esto sig-
concentración de enzima y de sustra- nifica que dos proteínas pueden tener
to, como también de co-factores y de los mismos componentes pero se dife-
co-enzimas. Son co-enzimas aquellas rencian como dos palabras distintas,
moléculas que se unen a la enzima para según el orden de sus componentes;
que ésta pueda actuar y generalmente ej: ROMA - OMAR. Así como estas dos
participan como dadoras o receptoras palabras tienen distintos significados,
de cargas reductoras, tal el caso del las proteínas tienen distintas funciones.
NAD, NADH, FAD, FADH, etc. La estructura primaria depende del
puente péptico, en cambio, las estruc-
Los transportadores son proteí- turas secundarias, terciarias y cuater-
nas que también gozan de especificidad narias dependen de uniones muy dé-
y tienen a su cargo el transporte especí- biles como los puentes de hidrógenos,
fico de sustancias en el organismo, tal el uniones salinas, interacciones iónicas
caso de la hemoglobina, la transferrina, y también de uniones fuertes como
en la sangre; en las células tenemos las los puentes disulfuros. Son las unio-
permeasas que actúan facilitando el nes débiles las que se alteran o anulan
movimiento específico de sustancias a cuando aumenta la energía del sistema
través de la membrana. en que se encuentran tales proteínas,
con lo que se altera la funcionalidad
de la proteína (desnaturaliza).
Fig.3.4. Representación gráfica del modelo En cuanto a su composición, las
llave cerradura proteínas pueden ser simples o conju-
gadas. Son proteínas simples aquellas
* ¿Cómo se reconoce una proteí- que están formadas exclusivamente por
na de otra? Por medio de sus estructu- aminoácidos. Las proteínas conjugadas
son aquellas formadas por dos partes:
una parte proteica (el polipéptido,
como en el caso anterior) y una parte no
proteica llamada grupo prostético que
pueden ser azúcares (glicoproteínas),
lípidos (lipoproteínas) o complejos
orgánicos conteniendo o no metales.
En este último caso tenemos las me-
taloproteínas, como la hemoglobina,
citocromos, etc.
58 | Biología Humana
Las proteínas son en general muy nucleótidos. Se definen como polinu-
solubles en agua, formando soluciones cleótidos de elevado peso molecular.
coloidales (las soluciones coloidales Funcionalmente son las moléculas por-
son viscosas, es decir, resistentes a tadoras de la información biológica.
fluir). Las enzimas son solubles. Estas biomoléculas tienen a su cargo
la síntesis, conservación y expresión
Las proteínas son muy sensibles de la herencia del organismo (la he-
a las altas temperaturas. A los 45 - 50ºC, rencia se expresa en la síntesis de las
comienza a alterarse la estructura secun- proteínas).
daria y terciaria (eventualmente la cua-
ternaria) por destrucción de los débiles La vida comienza con el mante-
enlaces representados principalmente nimiento de las estructuras heredables
por los puentes de hidrógenos; esto hace y tal hecho está a cargo de los ácidos
que la proteína pierda su conformación nucleicos.
natural y con ello su actividad biológi-
ca. Esta pérdida puede recuperarse (es Siendo los ácidos nucleicos po-
reversible); pero, a los 60ºC, la alteración linucleicos, ¿qué son los nucleótidos o
de las estructuras mencionadas (DES- unidades con que están formados los
NATURALIZACIÓN) se hace IRRE- ácidos nucleicos? Un nucleótido es una
VERSIBLE con lo que la proteína pierde molécula formada por:
completamente toda su actividad.
una molécula de ácido fosfórico +
Las proteínas también se desna- una molécula de azúcar + una molécula
turalizan por acción de ácidos y álcalis de una base nitrogenada
fuertes y por acción de soluciones
salinas concentradas. Los tratamien-
tos combinados de soluciones ácidas
o alcalinas fuertes con temperaturas
altas rompen los enlaces peptídicos,
con lo que se altera completamente la
proteína.
Las radiaciones ionizantes tam- Fig.3.5. Esquema de un nucleótido
bién alteran las proteínas.
* ¿Qué pasa cuando en un orga- El nucleótido está formado por
nismo falta una proteína? Se produce tres moléculas, de las cuales dos son
una alteración en la frecuencia metabó- constantes: el ácido fosfórico y la pento-
lica a la que está afecta dicha proteína; sa (azúcar). El azúcar puede ser: ribosa
tal el caso de las deficiencias congénitas o desoxiribosa, según el tipo de ácido
(hereditarias). nucleico de que se trate. El elemento
variable en los ácidos nucleicos es la
Ácidos Nucleicos base nitrogenada. Las bases operantes
Son grandes estructuras molecu- son cinco; tres pertenecen al núcleo
pirimidina y son las bases pirimídicas
lares formadas por la unión de muchos
Biología Humana | 59
citocina, timina y uracilo; las otras dos Los ácidos desoxirribonucleicos
pertenecen al núcleo purina y son las o ADN. Son las estructuras moleculares
bases púricas adenina y guanina, están de mayores dimensiones que existen en
presentes en todos los ácidos nucleicos. la célula. Están formadon por dos ca-
La timina se encuentra con la desoxi- denas de polinucleótidos que se man-
ribosa en los ácidos desoxiribonuclei- tienen unidas por medio de puentes
cos; al uracilo lo encontramos con la de hidrógeno que se establecen entre
ribosa en los ácidos ribonucleicos. El las bases enfrentadas, de una y otra
ácido fosfórico actúa a modo de puente cadena. Esto es posible porque existe
uniendo los distintos nucleótidos entre una complementaridad, correspondencia o
sí, de tal modo que un ácido nucleico apareamiento de bases que hace posible la
es una cadena de nucleótidos. formación de puentes de hidrógeno.
Siempre la base nitrogenada El principio de complementari-
está unida a la pentosa y ésta al ácido dad, correspondencia o apareamiento
fosfórico. de bases de Watson y Crick que estable-
ce que la adenina se aparea con la timina
* ¿Cuántos tipos de ácidos nu- y viceversa; y la citocina se aparea con
cleicos hay? Dos ¿Cuáles son? Ellos la guanina y viceversa. Entre adenina
son los ÁCIDOS DESOXIRRIBONU- y timina se establecen dos enlaces de
CLEICOS (ADN) y los ÁCIDOS RIBO- hidrógeno, entre guanina y citocina se es-
NUCLEICOS (ARN). tablecen tres enlaces. Esto es importante
tener presente porque en ello se basa
Cuadro de diferencias entre adn y arn la exactitud de la síntesis del material
hereditario.
ADN
* Glúcido: desoxiribosa * ¿Dónde se encuentra el ADN?
El ADN se halla en el núcleo celular y
* Bases nitrogenadas: timina, adenina, también en algunos organoides llama-
guanina, citocina dos semiautónomos; dentro del núcleo,
el ADN se encuentra en el cromosoma;
* Conformación espacial: dos cadenas si el cromosoma está formado por un
polinucleótidicas en espiral. solo filamento o cromátida, en esa cro-
* Opera en el núcleo mátida tenemos una molécula de ADN;
* Mantiene la herencia si el cromosoma está formado por dos
cromátidas, en cada una de ellas hay
ARN una molécula de ADN.
* Glúcido: ribosa
* Bases nitrogenadas: uracilo, adenina, * ¿Cómo está el ADN? En las
citocina,guanina. células más primitivas (procariontes)
* Conformación espacial: una sola el ADN se halla solo; en cambio, en las
cadena polinucleotídica plegada en células más evolucionadas (eucarion-
hasas. tes) el ADN está asociado con proteínas
* Opera en el núcleo y citoplasma (histonas) formando los complejos co-
* Sintetiza las proteínas nocidos como núcleos proteínas.
* Expresa la herencia
60 | Biología Humana
* ¿Qué propiedad particular tie- * ¿Qué pasa cuando se produce
nen los ADN? Los ADN son las únicas un error en la colocación de una base
estructuras moleculares capaces de durante la síntesis del ADN? Cuando
sintetizarse a sí y ésto, precisamente, ocurre ésto, estamos en presencia de
hace posible que la naturaleza les una mutación. Tal mutación sólo es
haya confiado el mantenimiento de la conocida cuando se expresa en la sín-
herencia. tesis de una proteína que no responde
al plantel normal de proteínas que debe
* ¿Cómo se reproduce o sintetiza poseer el organismo.
el ADN o material hereditario? Para
sintetizarse, comienzan a separarse las La síntesis de ADN se llama du-
dos cadenas que conforman una molé- plicación o replicación.
cula de ADN y luego, según el principio
de apareamiento o correspondencia de * ¿Existen mecanismos para
bases de Watson y Crick, cada cadena asegurar la exactitud en la síntesis del
fija su base complementaria a partir material hereditario? Sí. En el grupo
de una forma especial de nucleótidos se encuentra un verdadero equipo de
sueltos en el núcleo; después por acción enzimas que están para evitar que los
enzimática se produce la unión de los errores de síntesis escapen; tales equi-
nucleótidos por medio de los puentes pos o sistemas enzimáticos se conocen
fosfatos entre los residuos de ácidos como enzimas de reparación del ADN.
fosfóricos. De esta manera, cada cadena
original actúa a modo de moldeo matriz Estos mecanismos hacen a la
para la exacta síntesis de su cadena comple- naturaleza conservadora de la herencia;
mentaria. En toda molécula de ADN existe no obstante, algún error escapa a este
una cadena nueva y una cadena vieja (la mecanismo control y se produce la mu-
cadena molde o matriz). tación que representa la base molecular
de la evolución.
* ¿Qué otra función tiene el
ADN? La otra función importante del
ADN es la de sintetizar el ARN, se
llama transcripsión.
Fig 3.6. El ADN y la estructura * ¿Qué relación íntima existe en-
de doble cadena en espiral. tre el ADN y la herencia? La herencia
de un organismo está representada por
varios miles de unidades de herencia o
factores hereditarios. Cada unidad de
herencia o factor hereditario se conoce
con el nombre de gen y cada gen es un
trozo de ADN. Por lo tanto, una molécu-
la de ADN representa a miles de genes
contenidos en ella (en su secuencia de
bases) de un tipo particular de ARN.
Biología Humana | 61
Los ácidos ribonucleicos o ARN Los ARNr reciben este nombre
Están formados por una sola cadena porque son los constituyentes repre-
de polinucleótidos que contiene la sentativos de los ribosomas (organoi-
base uracilo como distintivo, en reem- des sin membranas que se encuentran
plazo de la timina que es propia de los en el citoplasma y que es el sitio donde
ADN. se produce la síntesis de las proteínas;
es más correcto decir que es el sitio
donde se sintetizan los polipéptidos).
Casi todos los ARNr se sintetizan en el
nucléolo y allí se organizan con las pro-
teínas formando estructuras ribonu-
cleoproteicas, que después constituirán
las subunidades ribosomales.
Fig.3.7. Estructura del ARN don- Los ARNm son los encargados
de se muestra el tipo de plegamiento de llevar al citoplasma las directivas
de su cadena. sobre el tipo de proteína o polipéptido
que se debe sintetizar. Representa a un
* ¿Dónde se encuentran los verdadero mensajero del gen contenido
ARN? Los ARN se encuentran en el en la molécula de ADN.
núcleo celular y también en el cito-
plasma. * ¿Cómo dirige el ARNm la
síntesis proteica? El ARNm tiene por
* ¿Dónde se sintetizan los ARN? función servir de ordenador de los
Se sintetizan en el núcleo, lugar donde aminoácidos; de este modo, determina
se encuentran los ADN. la secuencia de los aminoácidos en la
proteína.
* ¿Qué función tienen los ARN?
Ellos tienen por función la síntesis * ¿Cómo funciona el ARNm para
proteica. Los ARN constituyen la ma- lograr este propósito? Si bien el ARNm,
quinaria para la síntesis proteica. como todo tipo de ácido nucleico está
definido por su secuencia (ordenamien-
* ¿Dónde operan los ARN o to) de nucleótidos, operativamente el
dónde se produce la síntesis de las ARNm está definido por una secuencia
proteínas? La síntesis proteica ocurre de tripletes de nucleótidos. Cada triplete
en el citoplasma. de nucleótido codifica indirectamente a
un aminoácido, por ello se conocen con
Por su función distinguimos tres el nombre de codón, pues codifican a un
tipos de ácidos ribonucleicos (ARN): aminoácido. De este modo debemos
ARN ribosómicos (ARNr), ARN men- considerar al ARNm como una secuencia
sajeros (ARNm), y ARN de transferen- de codones.
cia (ARNt).
Existen 64 tripletes de nucleóti-
dos o codones distintos. De estos 64
codones la forma AUG se conoce como
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codón de iniciación y siempre codifica los sucesivos ARNt, que van llegando
al aminoácido metionina. Los codones al mensajero. La lectura contenida en
UAA, UAG y UGA no codifican para un mensaje cifrado en cuatro símbo-
aminoácido alguno y son los codones de los o letras (las bases) se traduce a un
terminación e indican el fin de la síntesis lenguaje escrito con aminoácidos, de
proteica. los que resultan los polipéptidos o
proteínas. Es por eso que la síntesis de
Los ARNt tienen por función el proteínas se llama traducción.
transporte de aminoácidos desde el
citoplasma hasta el ribosoma, lugar de Ahora se puede comprender
síntesis del polipéptido. Estos ARN, cómo la información genética conte-
son los ácidos nucleicos más pequeños nida en el ADN fluye hasta la síntesis
y están formados por cerca de 70 nu- de proteínas (en la que se expresa),
cleótidos cada uno. Tienen la forma de pasando por la síntesis de ARNm. Esto
una hoja de trébol, es decir presentan constituye el dogma central de la Bio-
tres asas, una de ellas es el anticodón o logía.
triplete complementario del codón.
* ¿Cómo operan los ARNt? Transcripción Traducción
Ellos se combinan con el aminoácido
específico y lo transportan hasta el ADN ARN P
sitio de síntesis proteica, acomodando
y adaptando el aminoácido en el sitio * ¿Qué ocurre cuándo se pro-
exacto. duce una duplicación no correcta del
ADN?
* ¿Cómo se acomoda el aminoá-
cido en el sitio justo? Ello es posible Esta situación como ya dijimos
por medio del anticodón. El ARNt, responde a un caso de mutación. Cabe
mediante el anticodón se une al codón la posibilidad de que tal error se pro-
complementario del ARNm formando duzca en un sector no génico del ADN;
puente hidrógeno entre las bases com- en tal caso pasa desapercibida sin afec-
plementarias de uno y otro y de ese tar de forma alguna al organismo. Pero
modo asegura el sitio que debe ocupar si afecta a un sector génico, la misma
el aminoácido en cuestión. Después se expresa o define por la ubicación de
los aminoácidos se combinan entre una base incorrecta, la que será respon-
sí formando los puentes o uniones sable de la alteración correspondiente
peptídicas y los ARNt se van soltando, (en el ARN dependiente de dicho gen)
volviendo al seno del citoplasma, don- y tal codón a su vez será responsable
de pueden eventualmente transportar de la colocación de un aminoácido en
otro aminoácido del mismo tipo. Cada la proteína a sintetizar, lo que puede
uno de estos ARN transporta un solo determinar la síntesis de una proteína
tipo de aminoácido. con sus características funcionales alte-
radas, causa de patologías hereditarias
De lo expuesto, resulta que la en el organismo; ejemplo de ello es la
síntesis de proteínas es una lectura anemia falciforme o falcemia.
traducida de los codones contenidos en
el ARNm, dicha lectura la llevan a cabo
Biología Humana | 63
Otro tipo de alteración más que determinará una total alteración en
severa aún es aquella que produce la la secuencia de los codones correctos y
pérdida o deleción o la incorporación se terminará expresando en la síntesis
de una base adicional. En tal caso se de la proteína tradicional.
altera la secuencia de nucleótidos, lo
64 | Biología Humana
CAPÍTULO 5
Estructura general.
Membrana plasmática.
Citoplasma.
Organoides citoplasmáticos.
Ciclo celular.
Núcleo celular.
Mitosis y Meiosis.
AUTOR : Biol. Néstor Estrada
Biología Humana | 65
66 | Biología Humana
Nociones Generales • a) la maquinaria para la conser-
vación y transferencia de la in-
Esta unidad, dada su enorme formación, la cual se acumula, se
importancia, será desarrollada como si distribuye, se procesa y -por sobre
fuera el relato de un viaje o recorrida todo- genera la información que
por el interior de un ser vivo. En esta controla los procesos vitales. Este
ocasión, el ser vivo objeto de la visita control se realiza mediante la fabri-
es la célula. cación o síntesis de PROTEINAS,
las cuales son exclusivas de cada ser
Como todo sabemos, la célula es vivo y actúan como los verdaderos
un ser vivo muy pequeñito, lo cual nos motorcitos que ponen en funciona-
obliga a manejarnos con otras unidades miento la vida, al motorizar o poner
de medida, que por falta de práctica en marcha la compleja maquinaria
nos puede resultar extraño. Sabemos biológica. información. b) la maqui-
que el tamaño de una célula está en el naria necesaria para la transducción
orden de la milésima del milímetro, de la energía, a la que transforma
y esta magnitud se llama micrón y se de una forma energética en otra, la
representa con la letra griega m,E conserva acumulándola en forma
transitoria en ciertos dispositivos
Nosotros nos encontraremos en el moleculares especiales (acumula-
interior celular con diferentes tipos de dores biológicos de energía, como
estructuras y en muchas oportunidades el ATP) y la distribuye por todo el
tendremos que abordar las caracterís- territorio funcional del organismo,
ticas de las estructuras sub-celulares, para hacer posible la ocurrencia de
las cuales presentan dimensiones que los fenómenos o procesos vitales.
están en el orden de la milésima y diez-
milésima parte del micrón. La célula es la unidad anatómica
y funcional del ser vivo
Sabemos que las células exhiben Estructura Celular
diferentes formas y distintos tamaños;
de igual modo sabemos que existen or- Ahora iniciamos nuestro viaje al
ganismos vivos formados por una sola interior celular. Este organismo llama-
célula y que también los hay formados do célula puede compararse con una
por muchas células; precisamente ésto isla porque toda célula vive rodeada
da lugar a la clasificación de los seres de un medio líquido, que a su vez es
vivos en: organismos unicelulares y una compleja solución acuosa en la
organismos pluricelulares. En estos que encontramos sustancias inorgáni-
últimos, el patrimonio celular se agru- cas y sustancias orgánicas. Tal medio,
pa formando tejidos para el desarrollo llamado medio extra-celular está en
de una función más eficiente. constante interacción con la célula,
la cual -a través de ese medio- recibe
Como ser vivo, la célula es una información, recibe nutrientes, y vierte
estructura que contiene -al menos- los o excreta sus desechos metabólicos, al
dos componentes principales de la mismo. En los organismos pluricelu-
maquinaria viviente: lares, las células se relacionan entre sí
Biología Humana | 67
merced al medio extra-celular. El reconocimiento celular es
una función que le permite a la célula
Al llegar a nuestra fabulosa cé- examinar el entorno para percatarse de
lula, una verdadera ISLA VIVIENTE, las condiciones del medio que lo rodea;
lo primero que se podrá observar es de este modo, la célula sabe si dispone
una curiosa configuración que a modo de espacio para su descendencia, en el
de barrera rodea completamente a la caso que la misma se pudiere dividir.
célula animal.
Cuando se altera esta función,
Cubierta celular o glicocáliz por alteración del material químico
Esta estructura llamada cubierta comprometido, la célula pierde esta
capacidad de reconocimiento y entra
celular o glicocáliz, se dispone alre- en un proceso de división (mitosis)
dedor de la misma, como si fuera una descontrolada que produce una hiper-
barba o barbilla formada por pelitos, plasia, que puede no ser benigna; en
que son los restos o residuos azuca- tal caso, este proceso puede conducir
rados de los complejos glucolipídicos a la formación de un tumor. La natu-
y glucoproteicos de los componentes raleza química del material implicado
moleculares de la membrana celular. en estas desviaciones son los ganglió-
Tales residuos azucarados (oligosa- sidos; cabe la especulación de que los
cáridos) se proyectan al exterior de productos cancerígenos del tabaco
la superficie celular, manteniendo un como los antracenos y benzopirenos,
íntimo contacto con el medio extra- reaccionen con los componentes de los
celular. Esta cubierta tiene un espesor gangliósidos, alterándolos.
de 100 a 120 A.
Esta cubierta celular o glicocáliz
En estas regiones del territorio es una estructura de secreción y carece
celular, el glicocáliz o cubierta celular de actividad metabólica.
representa una especie de dispositivo
de protección de la línea de frontera En las células vegetales existe
celular (como tal, por su actividad, nos una estructura de secreción mucho más
recuerda los Puestos o Destacamentos desarrollada equivalente a la cubierta
de Gendarmería o de Prefectura Na- celular; pero tiene otras funciones a
val). Esta compleja estructura cumple cargo, es la pared celular, la que par-
importantes funciones, entre ellas: ticipa en la protección de la célula, en
el mantenimiento de su forma y en
Protección de la membrana celular. los mecanismos de la turgencia, entre
Retención transitoria del mate- otras cosas.
rial (conservación o mantenimiento) Membrana Celular
para su posterior ingreso al interior
celular. Tras haber hecho una pausa
entretenida en la contemplación del
Formación y mantenimiento glucocáliz, se reanudará el viaje; ahora
de un micro ambiente. estamos pasando la membrana celular,
Participación en los fenómenos
o procesos de reconocimiento celu-
lar.
68 | Biología Humana
también llamada membrana plasmáti- con el agua.
ca o plasmalema, que marca el límite
exacto de esta maquinaria viviente Las proteínas que encontramos
llamada célula. Acá nos encontramos en la membrana son de dos clases, se-
con una fina, tenue o delicada (¡diga- gún la relación o contacto que guardan
mos chuchi!) estructura de naturaleza con los elementos grasos. Acá tenemos
lipo-proteica (formada por lípidos y proteínas llamadas integrales o intrín-
proteínas). Analizando esta membrana secas las que se hallan sumergidas en el
comprobamos que está organizada so- espesor de la bicapa (algunas proteínas
bre la base de dos capas de lípidos de se encuentran en el espesor de una
una molécula de espesor, cada una. cualquiera de las monocapas; otras
atraviesan completamente la bicapa,
El componente sobresaliente desde la cara externa hasta la cara intra-
son los fosfolípidos, que representan citoplasmática). Las otras proteínas son
el 85% de la parte grasa de esta matriz las llamadas extrínsecas o periféricas,
o base estructural; el 15% restante está y se disponen sobre la cara externa de
conformado por colesterol (7%) y otros la membrana. Ambos tipos de proteí-
tipos de lípidos, el resto. Esto forma la nas se mantienen relacionados con los
matriz lipídica de la membrana sobre lípidos mediante relaciones polares y
la que se disponen las proteínas como apolares (hidrofílicas-hidrofóbicas).
si fueran baldosas o mosaicos, inte-
rrumpiendo la continuidad estructural El ingreso a la maravilla del
que formaban los lípidos. En virtud mundo viviente se hace a través de
de esto se habla de Teoría del Mosaico esta membrana que tiene un espesor
Fluido, cuando se hace referencia a la promedio de 75 A (menos de ocho
disposición u ordenamiento que guar- millonésimas de milímetro); el espesor
dan los lípidos y las proteínas, en esta varía entre los 60 y 100 A.
membrana.
La membrana es una estructura
Sabemos que los lípidos son sus- fluida y debe esta fluidez a la abun-
tancias anfipáticas (en la extensión de dancia relativa de residuos de ácidos
su dimensión molecular muestran dos grasos poli-insaturados (ácidos grasos
regiones con distintas afinidades fun- esenciales) y esta fluidez permite el
cionales, una zona o región es hidro- movimiento de deslizamiento lateral
fílica o soluble en agua; mientras que de una capa sobre la otra, lo que resul-
la otra zona o región es no soluble en ta compatible con el dinamismo de la
agua, es decir hidrofóbica, y en virtud vida misma.
de esto se colocan o ubican exponiendo
sus regiones hidrosolubles o polares Una pregunta que generalmen-
hacia el medio líquido (cara extracelu- te surge, en forma casi espontánea,
lar de la membrana y cara intracelular es: ¿para qué sirve esta membrana
o citoplasmática); mientras que las celular?
regiones apolares o no-hidrosolubles
se disponen hacia la parte central de Todo material que ingresa o sale
la bicapa, aisladas de todo contacto de la célula, lo hace a través de esta
Biología Humana | 69
membrana. Esta función se conoce con una solución iónica o salina (soluciones
el nombre de regulación de la per- ácidas, soluciones básicas o sales en
meabilidad celular (no cualquier sus- solución), pues en estas condiciones
tancia puede entrar; tampoco cualquier cada molécula disuelta produce dos
sustancia puede salir de la célula). Este o más partículas en dispersión. Para
movimiento de sustancias, hacia uno y esta clase de sustancias químicas de
otro lado de la membrana, es regulado carácter iónico, la unidad de medida de
por la permeabilidad selectiva que cantidad de sustancia es el equivalente
presenta la membrana. químico que es el cociente entre el peso
molecular y la valencia. Una solución
Este flujo de material se conoce normal contiene un equivalente
como “transporte a través de membra- químico por litro de solución.
na”. Acá vamos a hacer un pequeño
descanso (que aprovecharemos para d) solución porcentual: expresa el
hablar de las soluciones y su impor- porcentaje de la cantidad de sustancia
tancia en el ser vivo; puesto que todo o material disuelto en la solución. El
material relacionado con el ser vivo, en porcentaje puede expresarse como: peso
algún momento de su historia, estaba en peso, peso en volumen, volumen en
en estado de solución). Toda solución volumen, etc.
es una mezcla donde se reconocen dos
tipos de componentes, la sustancia que Transporte de sustancias a través de
disuelve (solvente) y la sustancia que membrana
se disuelve o deja disolver (soluto).
La relación que guardan ambos com- El movimiento o transporte de
ponentes (solvente y soluto) se llama sustancias a través de membrana se
concentración (definimos la palabra realiza según dos modalidades:
concentración expresando que es la
cantidad de sustancia presente, por • a) sin gasto de energía o PASIVO:
unidad de volumen). Es importante el la célula no gasta energía en el mo-
concepto de concentración porque ella vimiento de sustancias.
es quien determina la ocurrencia del
flujo de material y, por consiguiente, la • b) con gasto de energía o ACTIVO:
dirección del mismo. La concentración la célula gasta o consume energía (en
de una solución se puede expresar de forma de ATP).
varias formas; de tal modo, la solución
se puede expresar como: Transporte Pasivo o Difusión:
Este tipo de transporte es un movi-
a) solución molar: cuando contiene miento de sustancias desde una zona
una molécula gramo o mol de soluto o región de mayor concentración (de
en un litro de solución. sustancias) hacia otra zona o región
de menor concentración de sustan-
b) solución molal: cuando contiene cias (se observa, a través del tiempo,
una molécula gramo o mol de soluto un movimiento neto de sustancias
en un litro de solvente. desde donde hay más, hacia donde
hay menos). Debido a que este tipo
c) solución normal: cuando se trata de de movimiento, flujo o transporte de
70 | Biología Humana
sustancias se rige por las Leyes Físicas goza de franca movilidad o circulación
de la Difusión, también se lo conoce a través de la membrana; en cambio,
con este nombre. no así los solutos, que se encuentran
con una circulación restringida por la
Hablamos de movimiento neto concentración relativa de los mismos.
de sustancia porque el movimiento es
bi- direccional; la sustancia se mueve Posiblemente, Ud. se esté cues-
tanto desde la región de mayor concen- tionando por qué tiende a complicarse
tración, hacia la de menor concentra- o hacerse más engorroso este tema del
ción, como lo hace en sentido contrario. transporte de sustancias; pero no es
Esto hace necesario que tengamos así, por el contrario, es más sencillo de
que definir el flujo neto o absoluto de lo que imagina. Ocurre que nosotros
material, lo que se obtiene restando vamos a realizar un transporte de
ambos movimientos. El movimiento sustancias a través de una membrana
se realiza a favor de un gradiente de semipermeable, la que permitirá el pa-
concentración y este gradiente deter- saje de cierto material, pero no de otro,
mina la diferencia de concentración debido a la selectividad, lo que hace
entre dos puntos del sistema. La con- posible el mantenimiento del medio
centración en un punto o región define interno o medio intracelular.
una presión de difusión y la diferencia
de presión de difusión entre estos dos El transporte o difusión de soluto
puntos, define el gradiente de presión se llama DIÁLISIS.
de difusión que es quien determina la
dirección del flujo. El transporte o difusión de sol-
vente se llama ÓSMOSIS.
La difusión es una propiedad
coligativa, es decir, depende de la Para no confundirse, recuerde
cantidad de partículas en suspensión que a los pacientes que se les hace o
o en solución, más que de la propia practica diálisis es para facilitarles el
concentración molecular de la solución movimiento o recambio de solutos, en
(acá una de las aplicaciones del concep- particular los catabolitos o sustancias
to de soluciones normales). producidas como expresión de la ac-
tividad química o metabólica del ser
Cuando analizamos el transporte vivo.
pasivo o difusión tenemos que con-
siderar que el material que se mueve Existen 2 (dos) formas o moda-
está en estado de solución; siendo así, lidades de transporte pasivo o difu-
observaremos que hay un doble mo- sión:
vimiento de sustancias: por un lado
tenemos el movimiento o flujo de a) difusión simple: las sustan-
solvente y por otra parte tenemos el cias difunden libremente a través de
movimiento o flujo de soluto. Esto se la membrana, a favor del gradiente de
debe a que el movimiento de sustancia concentración. La difusión está deter-
se realiza a través de una membrana minada por el tamaño de las molécu-
semipermeable o de permeabilidad las o partículas y por su afinidad con
selectiva, en la cual el agua o solvente la porción lipídica de la membrana (las
Biología Humana | 71
Fig. 4. 1 Esquema de la membrana celular y de la cubierta celular . Observe
los componentes moleculares de ambas estructuras y su disposición correspon-
diente. Modelo de Mosaico Fluído.
Fig. 4.2. Esquema de una Célula Eucariota observada al microscopio
electrónico.
72 | Biología Humana
sustancias liposolubles difunden con diferencia de concentración, la célula
mayor facilidad. debe consumir energía. Al abordar el
transporte contra gradiente, debemos
b) difusión facilitada: (también tener presente que existen dos formas
llamada difusión mediada por per- de gradiente: un gradiente químico
measas). Es un tipo de difusión donde y un gradiente eléctrico o de cargas
la molécula difunde en forma indirecta eléctricas.
merced a una proteína de membrana
que actúa como transportador especí- Ej.: Difusión mediada por per-
fico, facilitando el movimiento o flujo measas.
del material. Esta proteína de membra-
na tiene una configuración particular, Diagrama 4.1. En A) el desplaza-
llamada conformación, la cual cambia miento de la esfera hacia abajo es debi-
o se altera cuando esta proteína se une do a la diferencia de energía potencial
o “liga” con la sustancia específica a la (movimiento a favor de gradiente). En
cual debe transportar; a consecuencia B) el desplazamiento debe hacerse en
de este cambio de conformación, la per- sentido inverso, en contra de gradiente
measa se coloca o reordena de tal modo de energía, para lo cual es necesario
que permite la translocación de la sus- invertir energía (se empuja la esfera).
tancia al otro lado de la membrana. Se
supone que la permeasa experimenta
un movimiento de giro -dentro de la
membrana- pasando, del espesor de
una hemicapa a la otra. En su estado
inicial la proteína está orientada hacia
un medio donde la concentración de
determinada sustancia es mayor que
del otro lado; esto facilita la unión,
acoplamiento o “binding” de dicho ma-
terial con la proteína transportadora.
Una vez que la proteína ha girado hacia
la otra cara, la sustancia transportada
se suelta (se desacopla), pasando a la
región donde la concentración de la
misma era menor. Entre los azúcares,
la glucosa, la fructuosa, la galactosa se
transportan por difusión facilitada; lo
mismo hacen los amino-ácidos.
Transporte Activo: Es el flujo Otra forma de transporte activo
o transporte de sustancias contra es la ingestión o incorporación de gran-
gradiente, es decir, desde una zona des estructuras moleculares o de otros
o región de menor concentración organismos celulares (bacterias, virus,
hacia otra zona de mayor concen- hongos, protozoos) y la liberación al ex-
tración. Para vencer este gradiente o
Biología Humana | 73
terior de grandes estructuras (material al tocarse producen la coalescencia o
elaborado o material de desecho). fusión de membranas, que da lugar a
la formación de la vesícula ingestiva
Para cumplir con sus funcio- con la porción de membrana que estaba
nes vitales la célula necesita, como invaginada y que se suelta del resto de
cualquier ser vivo, alimentarse. La la membrana celular (liberación de la
alimentación se cumple con el ingreso vesícula) para quedar en el citoplasma
de pequeñas moléculas, como azúca- como vesícula endocítica. Por otro
res, aminoácidos y grasas; las cuales lado, la mencionada fusión o coalescen-
ingresan por difusión. La ingestión de cia permite reintegrar la continuidad
grandes cuerpos se llama endocitosis de la membrana celular.
y la misma se caracteriza porque el
material ingresa al interior celular Acá observamos el mecanismo
“rodeado por una membrana derivada de ingestión, formación de la vesícula
de la membrana plasmática o celular”, endocítica, el show de los lisosomas,
formando una vesícula de ingestión o el desplazamiento de los productos de
endocítica. la digestión, la formación del cuerpo
residual y su eliminación al exterior
Nos encontramos con dos formas celular o escitosis.
de ingestión o endocitosis. Tenemos la
ingestión de grandes estructuras mo- El destino del material ingerido
leculares disueltas en agua, formando (como alimento) es su digestión. Para
soluciones coloidales (como es el caso ello se suman unos organoides reves-
de las proteínas); parangonando, bien tidos de membrana, portadores de las
podríamos decir la célula está be- enzimas digestivas correspondientes
biendo. Esta forma de endocitosis se (hidrolasas); son los lisosomas, los cua-
llama pinocitosis. Por otra parte nos les se movilizan para ir al encuentro de
encontramos con la incorporación de las vesículas de ingestión, con las que
sólidos, es decir el comer; proceso que hacen contacto a través de sus membra-
a nivel celular se conoce con el nombre nas. Acá volvemos a encontrarnos con
de fagocitosis. el proceso de coalescencia o fusión de
membranas. Cuando esto ocurre (entre
Mecánica de la endocitosis. Para lisosomas y vesículas endocíticas), a
ingerir un cuerpo disuelto, formando través de la puerta o abertura formada
solución, o un cuerpo forme (como se produce el volcamiento o pasaje de
puede ser el caso de un microorganis- la carga lisosomal desde el lisosoma
mo), la célula se acerca al mismo por hacia la vesícula de ingestión (la carga
un proceso quimiotáctico y comienza lisosomal son las enzimas). En este
a producir una invaginación en su momento, lo que era una vesícula de
membrana, lo que crea una depresión ingestión o endocítica se ha convertido
en la superficie celular y este proceso en una vesícula digestiva.
se acentúa, cuanto más cerca está del
material a ingerir; por último, el cuer- En el interior de esta vesícula
po queda rodeado por los bordes de se produce la digestión del material
la membrana invaginada, los cuales inicialmente ingerido. Los productos
74 | Biología Humana
resultantes de la digestión abandonan todo el citoplasma, la matriz citoplas-
la vesícula digestiva a través de la mática; esta matriz sirve de trans-
membrana correspondiente y pasan al porte a los organoides u organellas
citoplasma (a la matriz citoplasmática) citoplasmáticos y a unas estructuras
para integrarse al pool de materia pri- inconstantes, que generalmente repre-
ma (este material servirá como reserva sentan reservas de alimentos: son las
energética o sustrato respirable como inclusiones citoplasmáticas.
materia prima para fabricar proteínas,
grasas complejas, ácidos nucleicos, Este citoplasma se extiende desde
etc.). la cara interna de la membrana celular
hasta la misma membrana o envoltura
El material no digerido se contie- nuclear, que define el límite o contor-
ne en una vesícula membranosa, cons- no del núcleo (la membrana nuclear
tituyéndose en un cuerpo residual, pertenece al mismo citoplasma). En
cuyo destino es su excreción al exterior esta enorme región territorial nos en-
celular, proceso llamado exocitosis. contramos con toda la infraestructura
Esta exocitosis se desarrolla en forma fabril que hace posible la producción
inversa a la ocurrencia de la endocito- de energía, la fabricación o elaboración
sis; para ello el cuerpo residual se des- de aquellas grandes organizaciones
plaza hacia la membrana celular, hasta moleculares únicas o específicas encar-
hacer contacto con ella. Entonces ocu- gadas de cumplir roles esenciales para
rre la fusión de membranas y se forma la vida. Además nos encontramos con
la abertura que permite la liberación de un complejo sistema de circulación de
los residuos. Este mismo mecanismo material.
de exocitosis es el que permite el fenó-
meno de la secreción celular, donde Matriz citoplasmática o hialoplasma
lo que se libera al exterior celular es Es la región amorfa o informe
material procesado por la propia célula
(secreción lacrimal, salival, secreción (carente de forma, que no tiene forma)
hormonal, etc.). del citoplasma y está representada
por una compleja solución coloidal,
Tras la intensa recorrida que en la que encontramos sales minerales
hicimos por la membrana plasmática, (representadas por sus iones), distintos
acompañados por sus componentes tipos de azúcares, distintos tipos de
que nos indicaban cómo operaban, en grasas, aminoácidos (recordemos que
el incesante trajín de facilitar el inter- son la materia prima para la síntesis
cambio de material entre célula y me- proteica, a la vez que representan el
dio, ahora vamos a pasar al interior. producto de la degradación o digestión
de las proteínas); también encontramos
Citoplasma vitaminas, nucleótidos, precursores
y hasta ácidos nucleicos pequeños
Ahora nos encontramos en el (ARNt).
extenso territorio llamado citoplasma
y lo primero que nos llama la atención Esta matriz citoplasmática re-
es la falta de homogeneidad, pues acá presenta el medio interno de la célula
se destaca una enorme masa que ocupa y de su constancia o mantenimiento
Biología Humana | 75
depende la vida de la célula. naturaleza proteica, alargados. Entre
estos elementos fibrilares tenemos:
Este territorio citoplasmático filamentos superfinos, microfilamen-
tampoco es uniforme, pues en su ex- tos, filamentos y microtúbulos. Todos
tensión podemos apreciar una gran estos elementos están dispuestos en
diferencia entre la parte periférica o forma de malla o red y esta armazón,
limitante con la membrana y la parte en cooperación con otros componen-
central (restante) que limita con la en- tes del citoplasma, tienen a su cargo
voltura nuclear. el mantenimiento de la forma de la
célula; por eso se le da el nombre de
Ectoplasma o Plasmagel esqueleto celular o citoesqueleto.
Entre los componentes de esta malla
Es la porción periférica o corti- o red nos encontramos con filamentos
cal de esta matriz; es más consistente, contráctiles, del tipo de la actina, que
más densa, más forme, más viscosa. Se participan en la movilidad celular.
presenta como un gel, es decir opone
mayor resistencia a fluir, tiende a con- Endoplasma o plasmasol
servar la forma (como una gelatina);
por eso se lo llama plasmagel; se lo Es la porción restante y la más
llama ectoplasma por la posición que abundante de la matriz citoplasmática,
ocupa. Las características que presenta muy fluida, por lo tanto, carente de
este ectoplasma se deben a la abun- forma. Representa la parte mayor de
dancia de elementos estructurales, de la matriz y se extiende desde el ecto-
Fig. 4.3. Proceso de ingestión digestión – excreción celular.
76 | Biología Humana
plasma hasta la membrana nuclear. Los plir con las funciones que les compete en
bioquímicos lo denominan citosol. En- la determinación hereditaria. Estas son
tre las proteínas solubles que Forman las células procariotas y los organismos
la solución coloidal encontramos todo se llaman procariontes.
el sistema enzimático comprometido
en la respiración anaerobia o Vía de Las formas celulares más evolu-
Embden-Meyerhoff (conocido como cionadas, entre ellas, las que forman
Glucólisis anaerobia). También en- los organismos pluricelulares, como
contramos las enzimas que actúan en adquisición evolutiva han llegado
la formación del complejo entre el ami- a desarrollar membranas intracito-
noácido y el ARNt específico.La mayo- plasmáticas o internas que permiten
ría de los organoides citoplasmáticos definir muchas clases de organoides.
están distribuidos en este plasmasol o Estas células se llaman eucariotas (que
citosol.Después de haber navegado por significa verdadero núcleo, en alusión
este extenso mar que es la matriz cito- a la existencia de un núcleo delimitado
plasmática, ahora nos encargaremos de por la membrana nuclear).
visitar las vías de comunicación y cada
una de esas fábricas donde se procesa Organoides sin membrana
todo lo necesario para la vida. En esta categoría analizaremos
Organoides Citoplasmáticos las características de los ribosomas,
microtúbulos, centríolos, huso de di-
Son estructuras permanentes en visión, cilias y flagelos.
la célula, al menos en la misma etapa
del ciclo celular. Cada organoide tiene Ribosomas
una identidad funcional y la misma Son organoides formados por la
está estrechamente relacionada con su
morfología. Nos encontraremos con asociación de ARNr y proteínas, for-
organoides desnudos (desprovistos de mando grandes asociaciones molecula-
membrana) y con organoides mem- res. Los ribosomas son los organoides
branosos (revestidos o recubiertos por o sitios donde se produce la síntesis
membrana). Después veremos que el proteica. Estos ribosomas hacen las
desarrollo de las membranas internas veces de fábricas o talleres donde se
o endomembranas es una adquisición fabrican las proteínas (es decir, que acá
evolutiva propia de las células más se produce la traducción de la informa-
evolucionadas. Las células bacterianas ción en una molécula operativa).
(bacterias) y las algas azul verdosas,
representan las formas más primitivas Todo ribosoma está formado por
de organización celular y se caracterizan 2 (dos) sub-unidades, una mayor y
por carecer de membranas internas; otra menor. La sub-unidad mayor
por lo tanto no hay organoides mem- tiene 60 S (unidades de sedimentación
branosos; tampoco tenemos un núcleo o unidades Svedberg); la sub-unidad
definido por una envoltura nuclear que menor tiene 40 S. Ambas unidades
lo delimite del citoplasma (por eso se lo aparecen sueltas, libres o desacopla-
llama nucleoide), pero basta para cum- das entre sí y sólo se unen o acoplan
cuando van a sintetizar. Cuando ambas
Biología Humana | 77
sub-unidades están acopladas se pro- dones de terminación. Entonces se da
duce una contracción en el índice de por terminado el proceso de síntesis;
sedimentación, y de ello resulta que el luego la proteína se suelta o desprende
ribosoma tiene 80 S. del ARNm, después se desacoplan la
sub-unidad mayor de la menor, y por
El ribosoma de las células pro- último, se desprende la hebra de ARNm,
cariotas (bacterianas) tiene 70 S y está el cual va a ser degradado, quedando
formado por una sub-unidad mayor 50 ambas sub-unidades disociadas, pero
S y otra sub-unidad menor 30 S (riboso- listas para operar en otro mecanismo
mas de este tipo vamos a encontrar en de síntesis proteica, que puede ser para
los organoides semi-autónomos cuando fabricar otra molécula idéntica u otra
los visitemos). proteína distinta.
Cuando se va a sintetizar una Recorriendo el citoplasma nos
proteína vemos que el ARNm se aco- encontramos con 2 (dos) clases de
moda (se une con la sub-unidad me- ribosomas. Dispersos en casi toda la
nor ribosomal, según el principio de matriz encontramos los ribosomas li-
apareamientos de bases de Watson y bres o sueltos. Estos ribosomas son los
Crick); acá se produce la lectura del encargados de fabricar las proteínas de
codón de iniciación lo que permite la consumo local (es decir, aquellas pro-
fijación del primer aminoácido (siem- teínas que actúan en las adyacencias
pre es una metionina) y entonces se de región de síntesis). También vemos
produce el acoplamiento de ambas otra categoría de ribosomas; pero éstos
sub-unidades. En estas condiciones se están unidos a la cara externa de un
continúa con la síntesis proteica (pro- sistema de túbulos. Estos ribosomas
ceso llamado elongación de cadena) y forman el RER o REG que es el retícu-
esto sigue hasta que nos encontramos lo endoplásmico rugoso o granular,
con algunas de las tres formas de co- nombre que se debe al aspecto que pre-
Cuadro 4.1 Formas de transporte de sustancias a través de membrana.
78 | Biología Humana
senta este sistema de túbulos. Este RER Los microtúbulos son los com-
o REG tiene a su cargo la síntesis de ponentes fundamentales de las estruc-
las proteínas llamadas de exportación turas microtubulares, entre las que
(es decir proteínas que se sintetizan en tenemos todo el aparato mitótico, las
una región pero que van a operar en cilias y los flagelos.
otra parte de la célula o que pueden
ser volcadas al exterior). Aparato mitótico
Este es una organización forma-
Polirribosomas o polisomas
Son conjuntos de ribosomas uni- da por microtúbulos que se ordenan o
disponen cuando la célula entra en es-
dos por una hebra común de ARNm. tado de división y la función que tienen
Estos polisomas representan las verda- es la de dirigir el desplazamiento de los
deras fábricas de proteínas; pues dada cromosomas hacia los futuros núcleos
la dimensión molecular de la proteína, hijos (acá representados por los polos
es necesario un ARNm de tales dimen- del huso de división correspondiente).
siones que no podría ser sostenido por Este aparato mitótico comprende: los
un solo ribosoma. centríolos, los ásteres y las fibras del
huso de división (acá usamos la palabra
Nos encontramos con poliso- huso con “h”, para que no se gaste).
mas sueltos o libres en el citoplasma y
también con polisomas en el Retículo Centríolos
Endoplásmico Rugoso. En este último Comprende 2 (dos) cilindros
caso, la proteína sintetizada ingresa al
interior tubular (cisternal) y luego se huecos (abiertos por ambos extremos)
rodea o protege con una membrana que dispuestos en forma perpendicular,
le permite viajar por el citoplasma, sin uno con respecto al otro (formando
ser degradado. ángulo recto). Cada centríolo o cilin-
dro hueco tiene un diámetro de 150
Microtúbulos nm y una longitud de 300 a 500 nm y
Son cilindros huecos de 25 nm de sus paredes están formadas por nueve
tripletes de microtúbulos, dispuestos
diámetro y que pueden alcanzar varios en forma regular alrededor de la cir-
micrones de largo. La pared del cilindro cunferencia que define al cilindro (los
está formada por 13 protofilamentos microtúbulos están dispuestos según
(unidades) dispuestos uno al lado del una orientación angular de 30º. El túbu-
otro en forma circular. A su vez, cada lo más interno del triplete presenta dos
filamento está formado por dos proteí- brazos, uno extendido hacia el centro
nas (dímero de proteínas) que son las y el otro hacia un túbulo de un triplete
a tubulinas y las b tubulinas, que se vecino). Los microtúbulos se conocen
disponen en forma alternada, una al como distal o sub-fibra C (la externa);
lado de la otra, en forma circular. sub-fibra B o intermedia y sub-fibra A
o proximal (la interna). (Recordemos
Estos microtúbulos los encontra- que cada microtúbulo está formado
mos comprometidos en el entramado por unidades alternadas de tubulinas
del esqueleto celular, sirviendo de pun- a y tubulinas b).
to de apoyo y como elemento de unión
a los otros componentes filamentosos.
Biología Humana | 79
¿Cuál es la importancia de los interrumpir su recorrido. Se llaman
centríolos? Los centríolos actúan como acromáticas porque no hacen contac-
reguladores en la síntesis y organiza- to con los cromosomas. También se
ción de los microtúbulos y como tales, llaman fibras polares.
son los organizadores del huso de b) fibras discontinuas o cromáticas.
división celular. Son aquellas fibras que en su reco-
rrida de polo a polo se interrumpen
Los centríolos se originan a par- para hacer contacto con los cromo-
tir de los centríolos pre-existentes y somas. Este contacto lo hacen a nivel
reciben el nombre de pro-centríolos o de los centrómeros o cinetocoros que
centríolos hijos. La duplicación de los son regiones especializadas de los
centríolos sólo se produce si la célula cromosomas.
se va a dividir; en tal caso, los pares de c) fibras interzonales. Representan un
centríolos se separan o alejan unos de tercer grupo de fibras que aparecen
otros y ocupan posiciones opuestas en en la etapa de anafase, como sepa-
relación al núcleo y en tal lugar, definen rando los conjuntos de cromosomas
la correspondiente posición del polo de hijos en migración, hacia los polos
división celular, el cual será el futuro correspondientes.
núcleo de la célula hija. • Durante la cariocinesis las fibras del
huso de división actúan traccionando
La migración de ambos pares de y guiando a los cromosomas hijos
centríolos se inicia durante la profase hacia los polos respectivos. De este
temprana. modo se asegura que el cromosoma
no se pierda, con lo que se garantiza
Asteres la correspondiente cantidad de mate-
Son radiaciones de microtúbulos rial hereditario a cada célula hija.
que irradian hacia afuera desde el par Cuerpo basal
de centríolos, en todas direcciones. Se También denominado cineto-
forman antes de la migración de los
pares centriolares hacia los polos. soma (cuerpo de la movilidad); es un
organoide que presenta una estructura
Huso mitótico o huso de división similar a la del centríolo (como aquél
celular está compuesto por nueve tripletes de
microtúbulos). Se pueden observar con
Es una estructura que se forma cierta frecuencia, la existencia de largos
durante la cariocinesis (proceso de filamentos que se extienden desde el
división nuclear) en la mitosis o en la cuerpo basal y se internan profunda-
meiosis y es parte de la maquinaria mente en el citoplasma; lo que parece
responsable de la distribución del estar relacionado con la sujeción o
material hereditario, entre las células anclaje del cuerpo basal al citoplasma.
hijas. En relación al centríolo, el cuerpo basal
presenta un extremo abierto y el otro
Este huso de división está forma- extremo permanece cerrado u ocluido
do por fibras microtubulares, que se por la placa basal o ciliar.
pueden clasificar en tres categorías:
a) fibras continuas o acromáticas. Son
aquellas fibras que hacen un trayecto
continuo, desde un polo al otro, sin
80 | Biología Humana
Cilias y flagelos muy cortas; pero muy numerosas.
Son los organoides de la movi- Muchas células del tejido epitelial
presentan en su superficie libre o cara
lidad celular y se manifiestan como apical un tapiz de cilias.
prolongaciones filiformes (presentan
el aspecto de delgados filamentos b) flagelos: representan prolon-
o hilos) en la superficie celular. La gaciones muy largas pero muy escasas.
ultraestructura de estos organoides En el ser humano la única célula flage-
de la movilidad es la misma (exhiben lada es el espermatozoide.
idéntica configuración). La diferencia
entre cilios y flagelos radica en la La cilia o el flagelo comprende
longitud de estos organoides y en una estructura axial (de axis: eje) lla-
el número en que se presentan en la mada axonema que se proyecta fuera
célula: de la superficie celular, acompañada
por la correspondiente porción de
a) cilias: son prolongaciones membrana celular, que acá representa
Componentes filamentosos Diámetro Características
filamentos superfinos3 a 4 nm están interconectados a otros
filamentos, microtúbulos y a la
membrana.
microfilamentos 5 a 7 nm está representado por la ac-
tina.
filamentos intermedios 12 nm tonofilamentos, neurofilamen-
tos.
filamentos gruesos 15 nm miosina de las fibras muscu-
microtúbulos 25 nm lares.
centríolos, huso de división,
cilios.
Cuadro 4.2. Estructuras más comunes en la integración de la trama del
citoesqueleto.
Esquema de la trama del citoesqueleto
Biología Humana | 81
la membrana ciliar o flagelar. rodeados por una vaina central, que
se mantiene conectada con los con-
Estructura del axonema. juntos periféricos, mediante eslabones
De los tres microtúbulos o sub- radiales.
fibras que integran cada uno de los
nueve tripletes que forman el períme-
tro del cuerpo basal, la sub-fibra más
externa o sub-fibra C desaparece en
las inmediaciones de la placa ciliar o
basal, sin atravesarla. De esta manera,
en el axonema solamente apreciamos 9
(nueve) conjuntos de dobletes.
La subfibra interna o sub-fibra A Fig.4.7. Esquema del corte trans-
presenta dos prolongaciones o brazos versal de un axonema mostrando la
de dineína (que es una proteína que típica estructura 9+2.
tiene actividad de ATPasa). El brazo
externo afecta forma de gancho; en tan- La actividad ciliar o flagelar im-
to el brazo interno tiene una extensión plica gasto o consumo de energía y la
adicional que lo une a la sub-fibra B, misma es proporcionada en forma de
del conjunto inmediato. ATP. Esta circunstancia determina la
íntima relación funcional entre estos
En la parte central del axonema
aparecen dos microtúbulos centrales,
un poco más pequeños que los mi-
crotúbulos periféricos y se presentan
Fig. 4.5. Modelo tridimensional de un ribosoma donde se aprecian ambas
sub-unidades.
82 | Biología Humana
Fig.4.6. Centríolos y microtúbulo. Observe la disposición y caracterís-
ticas de los centríolos.
organoides de la movilidad celular y varias fuentes de aprovisionamiento.
las mitocondrias (usinas celulares). Ahora veremos y lo analizaremos.
Organoides membranosos Sistema vacuolar citoplásmico o siste-
En este grupo nos encontramos ma de endomembranas (SVC)
con los componentes del sistema va- Este sistema comprende un
cuolar citoplásmico o citoplasmático y conjunto de organoides relacionados
sus derivados (lisosomas, peroxisomas, entre sí y caracterizados por estar for-
glioxisomas, vesículas de secreción), mados por membranas que al doblarse
las mitocondrias y los plástidos (en las o cerrarse, forman estructuras huecas.
células vegetales). En este sistema encontramos túbulos,
vesículas y cisternas (los túbulos son
Volviendo a nuestro rol de via- estructuras huecas alargadas, como
jeros, ahora vamos a contemplar un mangueras; las vesículas son estructu-
extenso parque, con su sistema de rie- ras huecas redondeadas y las cisternas
go, almacén de material y una especie son sacos aplanados o aplastados; en
de vallado que actúa como compuerta, todos los casos, revestidos o definidos
permitiendo la entrada y salida de cier- por membranas).
to tipo especial de material. Para ser
efectivo este sistema de riego debe ser Los componentes primarios de
muy vasto, muy extenso y debe tener este sistema de endomembranas (SVC)
Biología Humana | 83
son el retículo endoplásmico o endo- sobre la cara externa de la membrana
plasmático, la membrana o envoltura y que representan a los ribosomas ad-
nuclear y el aparato de Golgi. heridos a la misma (recordemos lo que
vimos en ribosomas); es el RE rugoso
Retículo endoplásmico (RE) o granular.
Es un conjunto de estructuras
Retículo endoplásmico liso o agranu-
membranosas huecas formado por lar (REL o REA)
túbulos, vesículas y cisternas. Los
componentes dominantes son los tú- Entre sus funciones específicas
bulos, en los cuales siempre podemos podemos mencionar:
apreciar una cara de la membrana
que está orientada hacia el citoplasma a)degradación de glucógeno o gluco-
(cara citoplasmática) y otra cara de la genólisis (merced a la actividad en-
membrana orientada hacia el interior zimática de algunas proteínas de la
tubular o cisternal (cara cisternal). membrana de este REL, ellas actúan
sobre el glucógeno del endoplasma
Por el interior circula material vecino, iniciando su degradación).
(como en una manguera) es decir, re-
presenta una vía de circulación y este b) síntesis de lípidos como triglicéridos,
conjunto es tan profuso, tan abundante, fosfolípidos, etc.
que se entrecruzan entre sí, formando
una especie de trama o red; de allí, c)funciones de detoxicación consistente
precisamente el nombre de retículo. en combinar a las sustancias tóxicas
Además esta organización es mucho con otras sustancias, alterando su
más densa o abundante en el citosol estrucura original, haciéndole dis-
o endoplasma que en el ectoplasma; a minuir o perder su toxicidad.
esta circunstancia debe el nombre de
endoplásmico (lo cual no significa que Retículo endoplásmico rugoso o
no exista en el ectoplasma; pues este RE granular (RER o REG)
se extiende desde la membrana celular
hasta el mismo límite del núcleo (luego Ya dijimos que esta clase de RE
veremos que la envoltura nuclear está presentaba ribosomas adheridos sobre
íntimamente relacionada con el RE). la cara externa de la membrana, sobre
unas proteínas portadoras de riboso-
Por su amplia distribución en el mas: las riboforinas.
interior celular el RE contribuye con
los componentes del citoesqueleto en Este RER o REG está a cargo de
el mantenimiento de la forma (esta es la síntesis de las proteínas de exporta-
una actividad mecánica). ción. Estas proteínas conforme se van
sintetizando, se internan en el interior
Reconocemos dos tipos de RE: tubular y por circulan por su interior,
uno de ellos presenta la cara externa de hasta que se rodean de una membrana
su membrana sin ninguna particulari- que les permite independizarse de esta
dad, es el RE liso; mientras que el otro porción. El destino de esta proteína de
exhibe una especie de granulaciones exportación es el aparato de Golgi, don-
de se almacenará temporariamente,
para luego seguir su camino, ya dentro
de la célula o fuera de ella.
Membrana o envoltura nuclear (EN)
84 | Biología Humana
Fig. 4.8. Retículo endoplásmico liso y rugoso.
Es una doble membrana, muy cuando está por terminar el proceso
porosa, que rodea al núcleo aislándolo de división celular (ver ciclo celular y
de la masa citoplasmática. La membrana reproducción celular).
interna está en íntimo contacto con el
material nuclear; mientras que la externa Aparato de Golgi
se mantiene en contacto con el citoplas- Es el organoide de la secreción
ma y se continúa con el RE adyacente,
pudiendo presentar ribosomas. celular. Está formado por un conjunto
de cisternas o sacos aplanados, dis-
Los poros de la EN se encuentran puestos en forma paralela y por vesícu-
rodeados por un conjunto de proteínas las, derivadas de tales cisternas. En este
que forman el complejo de poro, que conjunto paralelo de sacos aplanados
permite reducir la luz del poro a la vez reconocemos una cara o zona de forma-
que regula el transporte de sustancia, ción y una cara o zona de maduración
debido a las interacciones que ejercen que es la región del organoide donde
estas proteínas. A través de estos poros se produce el desprendimiento de las
ingresan al núcleo las proteínas nuclea- vesículas de secreción. El destino de
res y las que se integran con los ARNr estas vesículas (cargadas con material
(en el nucléolo) para conformar las de secreción) es el de hacer posible el
sub-unidades ribosomales; las cuales transporte del material de secreción
abandonan el núcleo y pasan al cito- por el citoplasma, sin que sea degra-
plasma, a través de estos poros. dado por las enzimas citosólicas en
su viaje hacia la membrana celular, a
Una pregunta corriente y no me- través de la cual será vertido o liberado
nos interesante que podría surgir es la al exterior, por exocitosis (recordemos
siguiente: ¿Esta envoltura o membrana que cuando ambas membranas, la vesi-
nuclear permanece constante durante cular y la plasmática hacen contacto se
todo el ciclo celular? ¡No! produce la fusión de membranas que
forma la abertura, por donde sale el
La envoltura nuclear desaparece material a liberar).
cuando la célula entra en estado de
división y se reconstituye o regenera Cuando la vesícula contiene en-
zimas digestivas (hidrolíticas) estamos
Biología Humana | 85
en presencia de un lisosoma. Lisosomas
Son los organoides encargados
El aparato de Golgi desempeña
las siguientes funciones: de la digestión celular. Están definidos
o caracterizados por la existencia de
1. Acumulación o almacenamiento de enzimas hidrolíticas o hidrolasas, con-
sustancias de secreción. tenidas en una vesícula membranosa,
derivada del SVC (sistema vacuolar
2. Concentración del material acumu- citoplásmico).
lado en las cisternas del Golgi.
Los lisosomas son organoides
3. Conjugación de las sustancias a se- funcionalmente relacionados con el
cretar (actividad química o metabó- RER o REG, puesto que las enzimas son
lica) con azúcares o con lípidos. De de naturaleza proteica, y bien sabemos
esta forma resultan los glucolípidos, que las proteínas destinadas a operar
glucoproteínas y lipoproteínas. Las lejos de su sitio de síntesis se sintetizan
proteínas de secreción se sintetizan en el RER. Por otro lado, están relacio-
en el RER y desde allí migran a las nados con el aparato de Golgi, puesto
cisternas del Golgi, donde, en caso de que éste se encargó de proveerles la
necesidad, se conjugan; pero desde el membrana que forma la vesícula que
RER salen las proteínas puras. los contiene.
4. Provisión de membranas: con la Polimorfismo lisosomal
formación de vesículas el Golgi se El lisosoma recién formado o
convierte en un proveedor de mem-
branas, lo que facilita la recirculación desprendido del Golgi es un lisosoma
de membranas para compensar la primario o inmaduro (inactivo). Este
cantidad de membranas que ingresan lisosoma se dirige hacia una vesícula
con la endocitosis. endocítica o de ingestión, hasta con-
Fig. 4.9. Visión tridimensional del aparato de Golgi, donde podemos
apreciar las cisternas y las vesículas.
86 | Biología Humana
Fig. 4.10. Diagrama del mecanismo de ingestión, digestión y excreción
celular.
tactar sus membranas, lo que permite la o exocitosis. Estos restos se conocen
fusión de membranas y el consiguiente como cuerpos residuales y su acumu-
derramamiento del contenido lisoso- lación está relacionada con los fenóme-
mal en el interior de la vesícula inges- nos de envejecimiento celular.
tiva. El conjunto resultante (lisosoma
primario y endosoma) ahora se conoce Microsomas o microcuerpos
como lisosoma secundario, vesícula Son organoides membranosos de
(vacuola) digestiva o fagosoma.
tipo vesicular que contienen enzimas
Reconocemos dos clases de liso- del tipo óxido-reductasas. El tamaño
somas: los que sirven para digerir el de estas vesículas varía ampliamente
material ingerido, llamados heterofa- desde 0,2 hastambB$% En este grupo
gosomas y los que sirven para eliminar se encuentran los peroxisomas y los
las partes u organoides alterados de la glioxisomas. Los primeros por su con-
célula; éstos son los llamados autofa- tenido enzimático actúan en la descom-
gosomas, autolisosomas o lisosomas posición del peróxido de hidrógeno
autofágicos (los cuales hacen un traba- generado al oxidar ciertos sustratos,
jo de limpieza en el citoplasma). donde se forma H2 O2 que es muy dañi-
no o nocivo para la integridad celular.
Cuerpos residuales Los segundos o glioxisomas contienen
Los restos no digeridos de la las enzimas comprometidas en la vía
del glioxilato, que es una ruta metabó-
vesícula de ingestión permanecen en- lica que desvía el ciclo de Krebs, hacia
cerrados en la membrana, aislados de la gluconeogénesis (es decir, posterga
la matriz citoplasmática, y su destino la producción de energía en beneficio
es su eliminación al exterior, excreción de la síntesis de azúcar).
Biología Humana | 87
Las proteínas enzimáticas encon- ha incorporado y por lo tanto la proteí-
tradas en los microsomas son sinteti- na no es reconocida como una enzima
zadas en los ribosomas libres y luego lisosomal, ocurriendo el volcamiento
son encerradas en una vesícula for- ya comentado).
mada por membranas pertenecientes
al R E L I S O. Acá no participa el RER Mitocondrias
o REG, tampoco el aparato de Golgi; Son los organoides responsables
como era lo usual.
de la respiración celular.
Cualquier defecto en la síntesis Son organoides de doble mem-
de las proteínas de secreción, de los brana que se encuentran en gran canti-
lisosomas o de los microcuerpos o dad en el citoplasma. Más del 13% del
microsomas se expresará en quien los volumen celular está ocupado por estos
posea, en trastornos metabólicos, más organoides que son los proveedores de
o menos severos, que incluso pueden energía que tiene la célula; por esta ra-
llegar a comprometer el normal desa- zón cuando hablamos de mitocondrias
rrollo de la vida. Dentro de los lisoso- nos referimos a las usinas celulares.
mas existe una falla que consiste en la También se los conoce con el nombre
desviación de la proteína enzimática, de pulmones celulares porque en ellos
como proteína de secreción, siendo se consume todo el oxígeno que entra
excitada y, por lo tanto, no existe como a la célula y parte de este oxígeno ter-
proteína lisosomal (esto se debe a que mina uniéndose con el hidrógeno para
las proteínas lisosomales son proteínas formar agua metabólica.
marcadas con un agregado molecular
llamado señal, que en este caso es un Las mitocondrias son organoides
residuo de manosa-fosfato, el cual no se generalmente que miden de 2 a 5 µm de
Fig. 4.11. Mitocondria: Observe la doble membrana, las dos cámaras y las
crestas mitocondriales.
88 | Biología Humana
largopor 0,5 µm de ancho, pero también puede reducir al eslabón siguiente; pero
existen mitocondrias redondeadas. no puede ser reducido por éste; a su
vez, este eslabón reduce al próximo, y,
Vistas al microscopio electróni- así, sucesivamente. Cuando un eslabón
co, se puede apreciar la presencia de reduce al seguiente, se oxida).
las dos membranas. Una membrana
externa lisa que presenta una sobre- Además, en las crestas mitocon-
abundancia de grasas en relación a driales encontramos una asociación
los prótidos; siendo la encargada de de proteínas conocidas como esferas
regular la entrada y salida de material de la membrana interna, partículas
al organoide. La membrana interna elementales o partículas F1 de Rac-
se presenta intensamente plegada ket. Este conjunto de proteínas tiene
hacia el interior, formando una serie actividad de ATP asa, pero no actúa
de tabiques incompletos que son las descomponiendo el ATP, sino sinte-
crestas mitocondriales. Acá se invierte tizándolo y actúa íntimamente ligado
la relación lípidos-proteínas (siendo al transporte de cargas reductoras que
más abundantes estas últimas). hace la cadena respiratoria (ver Respi-
ración celular).
Ambas membranas determinan
un espacio llamado cámara externa Este organoide tiene una doble
mientras que los plegamientos de la estructura funcional: en la fase amorfa
membrana interna delimitan la cámara o matriz mitocondrial ocurre el proceso
interna o matriz mitocondrial que es químico de la oxidación de los sustratos
un compartimento amorfo, represen- respirables; en tanto, en la estructura
tado por una solución coloidal donde membranosa (crestas mitocondriales)
están presentes todas las enzimas com- ocurre el transporte de las cargas re-
prometidas en el ciclo de Krebs y las de ductoras, las que en algunos pasos de
la bð-oxidación de Knoop, entre otras este traslado permiten la liberación de
(este sistema de la bð-ðoxidación de una mayor cantidad de energía, que es
Knoop produce sustratos respirables convenientemente aprovechada por la
de alto valor energético, en forma de acción de las esferas de la membrana
acetil- Co-A, que entra en la Vía Final interna o partículas F1 de Racket para
Común o Ciclo de Krebs). fabricar ATP.
Mientras tanto, en las crestas mi- La mitocondria presenta en la
tocondriales encontramos los sistemas matriz mitocondrial un trozo de ADN
transportadores de cargas reductoras mitocondrial, que se conoce como
(electrones o H+). Estas sistemas trans- ADN extranuclear y tiene por función
portadores son las cadenas respirato- codificar la información necesaria para
rias. Estas cadenas respiratorias están sintetizar parte de la estructura protei-
formadas por proteínas de la membrana ca de la mitocondria.
interna. Cada cadena respiratoria es un
conjunto de proteínas conjugadas orde- Para hacer posible esta síntesis,
nadas según sus potenciales decrecientes también encontramos numerosos ri-
de óxido-reducción (este ordenamiento bosomas que son del tipo bacteriano
significa que un eslabón de la cadena
Biología Humana | 89
o sea 70-S. Como parte de la actividad La oxidación es un fenómeno
del ADN mitocondrial, también en- que no puede existir en forma aislada,
contramos ARN mitocondrial (ARNt y sino que siempre va acoplado o acom-
ARNm). Por el hecho de sintetizar parte pañado por el fenómeno inverso que
de su estructura proteica en forma es la reducción; por eso se habla de
independiente del control nuclear, la fenómenos de óxido-reducción o de
mitocondria se define como organoide procesos rédox.
semiautónomo o parcialmente inde-
pendiente del control nuclear. Siempre que un compuesto
se oxida, simultáneamente, otro se
Respiración celular. reduce.
La respiración es la liberación
Esa pérdida de electrones o hi-
gradual de la energía contenida, en for- drogeniones que implica la oxidación
ma de enlaces químicos, en ciertas sus- de los alimentos, lleva la energía que
tancias llamadas sustratos respirables, estaba acomodada en forma de enlace
que representan derivados o metaboli- químico. Resulta obvio que para ex-
tos de los alimentos. La naturaleza de traer o liberar tal energía es necesario
estos alimentos puede ser: azúcares, ROMPER, DEMOLER o DEGRADAR
lípidos o proteínas (amino-ácidos). tales sustancias y esa tarea implica
una serie de reacciones catalizadas
La respiración celular es una enzimáticamente.
serie escalonada de oxidaciones bio-
lógicas. Necesariamente tiene que ser La respiración, como proceso
escalonada para que la energía se libe- liberador de energía, puede ocurrir
ra de a poco y así, pueda ser eficiente- en ausencia o falta de oxígeno y se
mente aprovechada. De no ser así, la conoce como respiración anaerobia
energía se liberaría en forma explosiva, (es el caso de la glucólisis anaerobia o
desperdiciándose completamente. Vía de Embden-Meyerhoff) que tiene
lugar en el endoplasma y tiene un
Hemos definido la respiración rendimiento energético muy pobre.
como una serie escalonada de oxida- Cuando la respiración ocurre en pre-
ciones biológicas. Pero ¿qué es una sencia de oxígeno se llama respiración
oxidación? y ¿por qué biológica? aerobia y la misma ocurre en la mito-
condria. El rendimiento energético es
Una oxidación es una pérdida muy bueno; de los 38 ATP de energía
de electrones o deselectronación por que se producen cuando se respira
parte de un átomo o de una molécula. una molécula de glucosa, 36 ATP son
Generalmente, la oxidación se produce producidos en la mitocondria. La res-
cuando un átomo o grupo de átomos piración mitocondrial se conoce como
pierde hidrógenos (deshidrogenación) Ciclo de Krebs o Vía Final Común.
o cuando se combina con el oxígeno.
Hablamos de oxidaciones biológicas Plástidos
para referirnos a las que ocurren al Son organoides propios de las
ser vivo.
células vegetales, caracterizados por la
90 | Biología Humana
presencia de pigmentos, especializados CHA MEMBRANA. Ambos fotosiste-
en la síntesis y acumulación de sus- mas actúan en forma interrelacionada,
tancias de reserva. Entre los plástidos comportándose el fotosistema II como
tenemos: leucoplastos, cromoplastos un sistema subsidiador del fotosistema
y cloroplastos. Solamente hablaremos I, pues lo provee de electrones. Estos
de estos últimos. fotosistemas son los responsables
del desarrollo de la primera fase del
Cloroplastos proceso, la etapa clara o luminosa
Son organoides caracterizados de la fotosíntesis; es decir, el proceso
físico-químico de la transducción ener-
por la presencia del pigmento cloro- gética (en el transcurso de este proceso
fila. Tienen forma variable y también se produce la captación de la energía
presentan doble membrana, donde la luminosa o solar, su fijación y la trans-
membrana interna penetra al interior formación de esta energía luminosa en
por medio de prolongaciones laminares energía química).
llamadas lamelas. Sobre estas lamelas
se asientan las granas que son apila- Ciclo Celular
mientos o concentraciones de estructu-
ras membranosas llamadas tilacoides. La célula, como todo ser vivo,
Cada tilacoide es un disco membranoso cumple con un ciclo biológico en el
y en el espesor de sus membranas se transcurso de su vida, entendiéndose
encuentran los sistemas pigmentarios, por ciclo biológico al circuito imagina-
representados principalmente por las rio que atraviesa un organismo durante
clorofilas y los caarotenoides. su existencia. El ciclo biológico de la
célula se llama ciclo celular.
El interior del cloroplasto limita-
do por la membrana interna se llama La célula en el transcurso de
estroma y representa la matriz del su desarrollo pasa por DOS ETAPAS
cloroplasto y también se manifiesta morfológicamente y funcionalmente
como una solución coloidal amorfa y distintas, las que se repiten de genera-
contiene todo el sistema enzimático ción en generación.
comprometido en el proceso químico
de la fotosíntesis (desarrollo de la En el proceso de desarrollo nor-
etapa o fase oscura o segunda etapa mal toda célula pasa por una etapa de
del proceso). interfase o fase de reposo (donde cesan
todos los movimientos implicados en la
Como componente de membrana división celular) y otra etapa o fase de
encontramos dos fotosistemas o siste- división (a través de la cual se lleva a
mas pigmentarios. cabo la reproducción celular). Estas dos
etapas, si bien implican a toda la célula,
EL FOTOSISTEMA I SE EN- son más evidentes en el núcleo celular;
CUENTRA EN EL INTERIOR DE por ello se habla de núcleo en estado
LOS TILACOIDES; mientras que EL de interfase o núcleo interfásico y de
FOTOSISTEMA II SE ENCUENTRA núcleo en estado de división o núcleo
SOBRE LA CARA EXTERNA DE DI- en división, respectivamente.
Biología Humana | 91
Fig. 4.12. Esquema del ciclo celular. Observe la franca dominancia de
la interfase sobre la sub-fase de división.
En el núcleo interfásico se apre- calidad y cantidad de herencia (ver
cia, morfológicamente, la región nu- Anatomía del cromosoma y tipos de
clear perfectamente limitada por la cromosomas).
membrana o envoltura nuclear, que la
separa del citoplasma y en su interior ¿Cómo ocurre la interfase? La
se aprecia la presencia del nucléolo, interfase se extiende desde el fin de
fácilmente reconocible por su mayor la última división celular hasta el
refringencia; además en el interior del comienzo de la próxima división ce-
núcleo se contiene todo el material he- lular. Esta etapa de la vida celular se
reditario que se encuentra totalmente cumple o atraviesa por tres subfases:
disperso en el jugo nuclear o nucleo- una que la separa de la división celular
plasma. Este material hereditario se precedente; otra que la separa de la
llama cromatina. próxima división celular y una subfase
intermedia. Tales subfases, en forma
En el núcleo en división se pro- sucesiva, se llaman: G1 – S y G2. La le-
duce la desorganización del nucléolo tra G es la inicial de la palabra inglesa
y, posteriormente, la desaparición “gap” que significa abertura o brecha,
de la envoltura nuclear, y el material haciendo referencia a la separación
hereditario, que estaba disperso en que se produce entre una división y
forma de cromatina, ahora se encuentra la siguiente. La letra S es la inicial de
condensado, compactado en forma de síntesis, tanto en Inglés como en Caste-
pequeños cuerpos, con una morfología llano. Durante toda la interfase ocurre
característica que son los cromosomas. síntesis de material celular e incluso
Esta nueva forma de material heredita- durante la misma etapa de división; no
rio tiene por función facilitar la exacta obstante, el material específicamente
distribución del material hereditario hereditario se sintetiza en la subfase
entre las futuras células hijas, de ese S de la interfase (el ADN se duplica o
modo, cada célula hija recibe la misma
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Fig.4.13. Ciclo de un cromosoma (cromatina) G1-S-G2 y en M (metafase).
replica en el interior nuclear; mientras el centro de la herencia y de la repro-
que las proteínas asociadas al ADN, las ducción celular.
histonas se sintetizan en los ribosomas
y luego ingresan al núcleo). Núcleo interfásico
En este núcleo encontramos el
En la subfase G1 se completa la
dispersión total del material hereditario núcleoplasma, jugo nuclear o cariol-
compactado en forma de cromosomas infa que es una estructura amorfa, re-
y se inicia la lectura de la informa- presentada por una compleja solución
ción recibida de la célula madre, lo coloidal, rica en proteínas, en ácidos
que permite iniciar el mecanismo de nucleicos, en nucleótidos (en especial
síntesis que permitirá la producción de al estado trifosfato, como precursores
las proteínas específicas que mediarán para la síntesis de ácidos nucleicos) y
en las distintas actividades de la célula también sales inorgánicas. Este nucleo-
(entre ellas el trofismo celular). Esto plasma es la plataforma donde se asien-
implica, necesariamente, la síntesis tan las estructuras intranucleares.
de los distintos ARN, entre ellos el
mensajero, su traslación al citoplasma Cromatina
para llegar a los ribosomas y así poder Es el material hereditario total-
realizar la síntesis proteica. La etapa de
división celular se tratará con el tema mente disperso en el plasma nuclear.
Reproducción celular. Químicamente está formado por ADN
asociado a histonas, que son una clase
Núcleo celular de proteínas básicas, y a una pequeña
Continuando con nuestro viaje porción de ARN. Recordemos que
el ADN es una enorme molécula
por la célula, ahora visitamos la Sede formada por una doble cadena de
del Gobierno Central Celular que es el des-oxi-ribonucleótidos, en los que el
núcleo. El mismo representa: el centro componente más representativo es la
de control de toda la actividad celular, base nitrogenada. Esta cromatina está
organizada de tal forma que grupos
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Fig.4.14. Núcleo Celular
de 160 a 200 o más pares de bases se Una de ellas corresponde a regiones
asocian con un octámero (conjunto o constantes del cromosoma, como ser
grupo de ocho) proteínas. Estas pro- la región centromérica o la región de
teínas son histonas y se disponen de a los telómeros o de las constricciones
pares. Las histonas que participan son: secundarias; por eso es llamada he-
H2A, H2B, H3 y H4. Estas asociaciones terocromatina constitutiva. La otra
se llaman nucleosomas y están separa- variedad es la que encontramos en
dos unos de otros por un quinto tipo la mujer, y es debida a que uno de
de histona, la H1, que se asocia con el los dos cromosomas X permanece
ADN y se interpone entre los nucleo- condensado, debido a un mecanismo
somas. La doble cadena del ADN da compensatorio, por la diferencia que
dos vueltas alrededor del octámero de existe en el total de material cromo-
histonas, formando, de este modo, el sómico sexual, entre varón y mujer.
nucleosoma. Entonces, ese cromosoma permanece
heterocromático; pero como unas
Existen dos clases de cromati- veces, tal cromosoma es el materno y
nas: otras veces lo es el paterno, se habla
de heterocromatina facultativa.
• a) la que se encuentra totalmente
dispersa y constituye la verdadera Nucléolo
cromatina, por eso llamada eucroma- Es una zona especializada del nú-
tina y como tal representa al material
hereditario activo transcriptivamen- cleo, caracterizada por la abundancia
te (contiene los genes activos para la de ARNr; pues casi todo el ARNr se sin-
síntesis de ARN). tetiza en esta región del núcleo y esto
es debido a que el nucléolo se organiza
• b)la que permanece compactada, merced a una región de la cromatina o
no obstante encontrarse la célula de los cromosomas caracterizada por
en interfase, y se conoce como he- la presencia de genes para transcribir
terocromatina. A su vez tenemos esta clase de ARN. Esta región se llama
dos variedades de heterocromatina.
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cromatina o ADN asociada al nucléolo mecanismo de espiralización y plega-
u organizador nucleol. miento, el cual se manifiesta en forma
gradual y durante toda la profase y
Como consecuencia de la activi- alcanza su máximo grado de conden-
dad de estos genes ribosómicos, se sin- sación en la metafase. En este momento
tetizan los ARNr, los cuales se procesan el material hereditario se llama cromo-
y se producen los ARN formadores de soma y alcanza su forma característica.
los ribosomas. Esta parte del nucléolo Por eso se elige este momento para ha-
se llama región fibrilar. Estos ARN se cer los estudios nucleares pertinentes
asocian con las proteínas ribosomales (recuentos de cromosomas, estudio de
(sintetizadas en el citoplasma que han las características morfológicas de los
llegado hasta aquí, a través de los poros mismos, etc.).
de la envoltura nuclear) para formar
las sub-unidades ribosomales. La Para llegar al estado de divi-
parte del nucléolo donde se acumulan sión, la célula debió haber pasado por
las proteínas y se produce el ensam- la etapa S de la interfase, durante la
blado para formar las mencionadas cual se ha producido la duplicación
sub-unidades, se conoce como región de todo el material hereditario; esto
granula es fácil de visualizar al observar los
cromosomas, pues ellos se presentan
No existe membrana alguna que formados por dos filamentos, llama-
aísle o separe al nucléolo del resto del dos cromátidas. Ambos filamentos
núcleo. El nucléolo es una estructura se encuentran unidos a nivel de un
inconstante que se desorganiza hasta estrechamiento que presenta el cromo-
desaparecer, conforme la porción de soma, llamado constricción primaria.
ADN o cromatina asociada al nucléolo Algunos cromosomas, además de la
se retrae para compactarse y expresarse constricción primaria, presentan una
como cromosomas, durante la repro- segunda constricción que se conoce
ducción celular. Esto ocurre durante la como constricción secundaria, más
profase. En la última parte del proceso allá de esta constricción, la porción
de división celular, conforme se van de cromosoma que se extiende, está
desorganizando o dispersando los unida al resto por un filamento. La
cromosomas, comienza a regenerarse posición que ocupan las constriccio-
el nucléolo. nes secundarias en los cromosomas
que las poseen son constantes; esto
Debemos agregar que hay células las convierte en un elemento o factor
que tienen más de un nucléolo. diferencia o diagnóstico. La diferencia
entre ambas constricciones es que a
Núcleo en estado de división nivel de la constricción primaria los
brazos del cromosoma presentan una
En este estado del ciclo celular divergencia (dobladura o angulación)
nos encontramos con un núcleo donde muy marcada, lo cual no ocurre a nivel
el material hereditario conocido como de la constricción secundaria.
cromatina ha iniciado un proceso de
condensación o compactación por un
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Fig.4.15. Esquema de los cromosomas con las diferentes partes que lo
componen
A nivel de esta constricción pri- ma (llamadas cromátidas hermanas) es
maria el cromosoma presenta una re- exactamente la misma y, de este modo,
gión altamente especializada llamada se asegura la exacta distribución de la
centrómero o cinetocoro que participa herencia entre las dos células hijas. La
en el mecanismo de la movilidad o herencia contenida por la cromátida
traslación del cromosoma, para llegar está representada por una sola molé-
como una unidad de material heredi- cula de ADN, la cual es exactamente
tario al futuro núcleo hijo. Este centró- igual a la molécula de la cromátida
mero es la región del cromosoma que hermana, consecuencia de la duplica-
se relaciona con las fibras del huso de ción o replicación ocurrida en la etapa
división (fibras discontínuas o cromá- S, antes mencionada.
ticas) que son las que traccionan los
cromosomas hijos, desde el ecuador del La porción de cromosoma com-
huso de división, para acercar dichos prendida entre el centrómero y los
cromosomas a los respectivos polos. extremos se llama brazos o alas del
cromosoma y ellos pueden ser iguales
Durante toda la profase y toda la o no. La porción extrema de cada brazo
metafase los cromosomas se presentan se llama telómero.
formados por las dos cromátidas. En la
anafase se produce la división del cen- Siendo así, tenemos dos clases
trómero, de tal suerte que cada medio de cromosomas: los formados por dos
centrómero arrastra una cromátida y se filamentos y los formados por un solo
convierte en cromosoma hijo. De aquí filamento, llamados respectivamente,
en más, el cromosoma está formado cromosomas dicéntricos y monocén-
por una sola cromátida; y este estado tricos.
se extiende a la fase siguiente, o sea, a
la telofase o fase final de la división. A su vez, otro factor que deter-
mina distintos tipos de cromosomas es
Lo importante a rescatar es que la la posición del centrómero:
calidad de herencia que contienen las
dos cromátidas de un mismo cromoso- • a)cuando el centrómero se encuentra en
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la parte media del cromosoma, de ma- sación de la cromatina (por mayor
nera que ambos brazos resultan iguales, espiralización y plegamiento de las
el cromosoma es metacéntrico. fibras de ADN). Este evento se produce
• a través de toda esta fase y alcanza su
• b)cuando el centrómero se halla máxima expresión en la fase siguien-
ligeramente desplazado del centro, te. El material hereditario se presenta
de modo que un brazo es más corto morfológicamente como cuerpos con
y otro más largo, el cromosoma es forma propia, llamados cromosomas.
submetacéntrico. Mientras tanto, la parte de citoplasma
• que rodea al núcleo se aclara y hay una
• c)cuando el centrómero está des- clara abundancia de proteínas fibrilares
plazado hacia un extremo, el cro- y otras sustancias que se las supone
mosoma comprometidas en la formación del
• presenta un brazo muy corto y un huso. Esta zona clara es elíptica y los
brazo muy largo y se llama acro- polos de esta elipse corresponderán
céntrico. a los polos del huso, definidos por
• la posición de los centríolos que han
• d)cuando el centrómero está total- migrado hasta dicha zona, para regir
mente desplazado hacia un extremo, la formación del huso.
de modo que el cromosoma presen-
ta un solo brazo, pues el otro está Por último, se produce la disolu-
ausente, se llama telocéntrico. Se ción del nucléolo y de la membrana o
considera que este tipo de cromoso- envoltura nuclear. La desaparición del
ma deriva de un cromosoma que ha nucleolema marca el fin de esta fase y
perdido uno de sus brazos. el comienzo de la próxima.
Mitosis Metafase. Libres de una membra-
na que los contenga, los cromosomas se
La mitosis tiene por función pro- sitúan con sus centrómeros dispuestos
ducir células con el mismo patrimonio sobre un plano transversal al eje defi-
cromosomático que la célula que se nido por la posición de los polos del
divide (célula madre); por ende: huso de división (plano ecuatorial).
Este es el mejor momento para hacer
Las células hijas tienen el mismo un recuento de cromosomas. Queda
contenido genético que su progenitora. totalmente constituido el huso de
Cada mitosis produce o rinde dos célu- división, formado por las fibras conti-
las hijas y está al servicio del aumento nuas o acromáticas y las discontinuas
de la población celular del organismo. o cromáticas. Acá concluye esta fase y
Todo nuestro territorio celular está se inicia la siguiente.
formado por células producidas por
mitosis. Es muy importante tener presen-
te que hasta este momento está consti-
La mitosis ocurre a través de tuido por dos filamentos o cromátidas
cuatro fases bien definidas: profase, unidas a nivel del centrómero.
metafase, anafase, telofase.
Profase. Se produce la conden-
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Fig.4.16. Representación esquemática de los diferentes cromosomas
según la posición del centrómero
Anafase. Esta fase comprende la inicia la siguiente.
división de los centrómeros y la migra-
ción de los cromosomas hijos hacia los Telofase. Comienza con la llegada
polos del huso, donde se constituirán de los cromosomas hijos a los polos,
los futuros núcleos hijos. done forman un grupo compacto, y co-
mienzan a desespiralizarse. Se recons-
Se produce la división de los cen- tituye la membrana nuclear (a partir
trómeros (cada centrómero se divide de las porciones de RE más cercanas,
según un plano paralelo al eje de ex- con lo que se mantiene la continuidad
tensión de las cromátidas) en dos cen- estructural entre ambas estructuras
trómeros hijos o medio centrómeros. membranosas).
Cada medio centrómero arrastra una
cromátida, constituyéndose el conjunto Luego se reconstituyen los nu-
de medio centrómero y cromátida en cléolos o el nucléolo, dependiente de la
un cromosoma hijo. zona, región u organizador nucleolar.
Al producirse la división de los Aquí concluye la mitosis como
centrómeros, se genera una fuerza de evento nuclear, habiendo sido su
repulsión que inicia la separación de función la de producir dos núcleos
los mismos; mientras que por acorta- hijos con la misma constitución que el
miento de las fibras cromáticas o dis- progenitor.
continuas se facilita la migración de los
cromosomas hijos hacia los respectivos Producida la cariocinesis, tiene
polos del huso. lugar la división del citoplasma o ci-
tocinesis. Este nuevo suceso logrará
El arribo de los cromosomas a la formación de DOS CÉLULAS terri-
los polos da por concluida esta fase e torialmente independientes, al dividir
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Fig. 4.17 Diferentes etapas de la Mitosis.
el citoplasma en dos territorios, cada de las células somáticas, pues las ga-
uno correspondiente a una célula hija. metas son células haploides.
En este proceso toman activa participa-
ción los filamentos, microfilamentos y La meiosis ocurre a través de dos
microtúbulos (y entre éstos, particular- divisiones sucesivas, llamadas primera
mente los correspondientes a las fibras división meiótica o meiosis I y segunda
interzonales). Es conveniente que el división meiótica o meiosis II, siendo esta
alumno lea Aparato Mitótico en Nocio- última muy parecida a una mitosis, te-
nes Generales sobre Citología. niendo por ende, duplicar el número de
células producidas en la primera parte.
Meiosis Mientras tanto, la Meiosis I es muy
distinta y tiene a su cargo la reducción
La meiosis es un tipo muy par- cromosómica.
ticular de reproducción celular que
tiene por función producir células re- La meiosis produce cuatro cé-
productoras. En el mundo animal estas lulas haploides distintas de la célula
células sexuales o gametas se producen madre.
exclusivamente en las gónadas. Ya en
los ovarios, ya en los testículos, las Cada una de las divisiones que
gametas se producen en el epitelio comprende la meiosis (meiosis I,
germinal. La función de la meiosis es meiosis II) atraviesa por las mismas
conseguir que estas células contengan fases consideradas en la mitosis (Pro-
la mitad del patrimonio cromosómico fase, Metafase, Anafase, Telofase) y se
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