EL SISTEMA NERVIOSO

El Sistema Nervioso, el más completo y desconocido de todos los que conforman el cuerpo humano, asegura junto con el Sistema Endocrino, las funciones de control del organismo.Capaz de recibir e integrar innumerables datos procedentes de los distintos órganos sensoriales para lograr una respuesta del cuerpo, el Sistema Nervioso se encarga por lo general de controlar las actividades rápidas. Además, el Sistema Nervioso es el responsable de las funciones intelectivas, como la memoria, las emociones o las voliciones.Su constitución anatómica es muy compleja, y las células que lo componen, a diferencia de las del resto del organismo, carecen de capacidad regenerativa.A continuación se dará a conocer todo lo relacionado con el sistema Nervioso Central.

2. Nociones fundamentales sobre el sistema nervioso y sus funciones
El ser humano está dotado de mecanismos nerviosos, a través de los cuales recibe información de las alteraciones que ocurren en su ambiente externo e interno y de otros, que le permiten reaccionar a la información de forma adecuada. Por medio de estos mecanismos ve y oye, actúa, analiza, organiza y guarda en su encéfalo registros de sus experiencias.Estos mecanismos nerviosos están configurados en líneas de comunicación llamadas en su conjunto sistema nerviosoEl sistema nervioso se divide en:Sistema nervioso central:Comprende:
o Encéfalo.
o Médula Espinal.
Se le llama también "de la vida en relación" porque sus funciones son:
o Percibir los estímulos procedentes del mundo exterior.
o Transmitir los impulsos nerviosos sensitivos a los centros de elaboración.
o Producción de los impulsos efectores o de gobierno.
o Transmisión de estos impulsos efectores a los músculos esqueléticos.
Sistema nervioso periférico:Comprende:
o Nervios craneales.
o Nervios raquídeos.
Tiene como función recibir y transmitir, hacia el sistema nervioso central los impulsos sensitivos, y hacia los órganos efectores los impulsos motores.Sistema nervioso vegetativo:Comprende:
o Tronco simpático: formado por cordones nerviosos que se extienden longitudinalmente a lo largo del cuello, tórax y abdomen a cada lado de la columna vertebral.
o Ganglios periféricos. (Los ganglios son grupos de cuerpos celulares).
Este sistema es llamado, también, autónomo". Está en relación con las vísceras, las glándulas, el corazón, los vasos sanguíneos y músculos lisos.Su función es eferente, transmitiendo impulsos que regulan las funciones de las vísceras de acuerdo con las exigencias vitales de cada momento.


3. La neurona
La neurona es la célula nerviosa, derivada del neuroblasto.Es la unidad funcional del sistema nervioso pues sirve de eslabón comunicante entre receptores y efectores, a través de fibras nerviosas.Consta de tres partes:
o Cuerpo o soma: compuesto fundamentalmente por núcleo, citoplasma y nucléolo.
o Dendritas: terminaciones nerviosas.
o Axón: terminación larga, que puede alcanzar hasta un metro de longitud.
El axón suele tener múltiples terminaciones llamadas "botones terminales", que se encuentran en proximidad con las dendritas o en el cuerpo de otra neurona. La separación entre el axón de una neurona y las dendritas o el cuerpo de otra, es del orden de 0,02 micras.Esta relación existente entre el axón de una neurona y las dendritas de otra se llama "sinapsis".A través de la sinapsis, una neurona envía los impulsos de un mensaje desde su axón hasta las dendritas o un cuerpo de otra, transmitiéndole así la información nerviosa.La transmisión sináptica tiene las siguientes características:
o La conducción de los impulsos nerviosos se efectúa en un solo sentido: del axón de una neurona al cuerpo o dendritas de la otra neurona sináptica.
o El impulso nervioso se propaga a través de intermediarios químicos, como la acetilcolina y la noradrenalina, que son liberados por las terminaciones axónicas de la primera neurona y al ser recibidos por la siguiente incitan en ella la producción de un nuevo impulso.
o En el sistema nervioso central, hay neuronas excitadoras e inhibidoras y cada una de ellas libera su propia sustancia mediadora.
o La velocidad de conducción de un impulso a lo largo de la fibra nerviosa varía de 1 a 100 metros por segundo, de acuerdo a su tamaño, siendo mayor en las más largas.
o Cuando las terminaciones presinápticas son estimuladas en forma continuada o con frecuencia elevada, los impulsos transmitidos disminuyen en número a causa de una "fatiga sináptica".
o La transmisión de una señal de una neurona a otra sufre un retraso de 5 milisegundos.
La neurogliaEl sistema nervioso central del hombre tiene aproximadamente 10 billones de neuronas y 5 a 10 veces más células gliales.Estas células forman un tejido llamado neuroglia que tiene como funciones:
o Proporcionar soporte al encéfalo y a la médula.
o Bordear los vasos sanguíneos formando una barrera impenetrable a las toxinas.
o Suministrar a las neuronas sustancias químicas vitales.
o Retirar, por fagocitosis, el tejido muerto.
o Aislar los axones a través de la mielina.
4. Los nervios
Los nervios son, generalmente, haces o conjuntos de axones, salvo los nervios sensoriales que están constituidos por dendritas funcionales largas que van desde el "asta" dorsal de la médula hasta los receptores sensoriales y cumplen la función de conducir los impulsos como los axones.Las distintas fibras que componen un nervio se mantienen unidad por tejido conjuntivo.Los nervios pueden clasificarse de diversas maneras:Por su origen:
o Raquídeos: Constituidos por fibras nerviosas de las raíces anteriores o motrices y de las raíces posteriores o sensitivas, que salen de la médula a través de los agujeros intervertebrales.
Los nervios raquídeos tienen elementos viscerales y somáticos Los viscerales están relacionados con las estructuras vecinas a los aparatos digestivo, respiratorio, urogenital y el sistema vascular y la mayor parte de las glándulas.Los somáticos están relacionados con los tejidos de revestimiento corporal y los músculos voluntarios.
o Craneales: Son 12 pares de nervios que nacen del tronco cerebral, a nivel del cuarto ventrículo, por encima del bulbo y sirven en su mayoría a sentidos especializados de la cara y la cabeza. Su funcionamiento es mixto, es decir, contiene fibras sensitivas y motoras.
Entre los nervios craneales se encuentran: el olfatorio; el óptico, que se une al sistema nervioso central a nivel del tálamo; el oculomotor común; el troclear o patético; el oculomotor externo; el trigémino, con fibras sensitivas de temperatura, dolor, tacto y presión; el facial; el estato-acústico; con receptores acústicos y de posición y movimientos de la cabeza; el glosofaríngeo; el vago; el espinal accesorio y el hipogloso.Por su función:
o Sensitivos o aferentes: Conducen los impulsos que informan de las distintas sensaciones.
o Motores o eferentes: Conducen los impulsos para las funciones motrices.
o Mixtos: Contienen fibras sensitivas y fibras motoras.
Por los receptores:
o Exteroceptivos: Para impulsos producidos por los estímulos ajenos al cuerpo: tacto, temperatura, dolor, presión, y órganos sensoriales como el ojo y el oído.
o Popioceptivos: Para estímulos nacidos en el mismo cuerpo: músculos, tendones, articulaciones y los relacionados con el equilibrio.
o Interoceptivos: Para los impulsos procedentes de las vísceras: sistema digestivo, respiratorio, circulatorio, urogenital y las glándulas.
5. La médula espinal
La médula espinal es una masa cilíndrica de tejido nervioso que ocupa el conducto vertebral, tiene 40 ó 45 cm de longitud y se extiende desde el agujero occipital, donde se continúa con el bulbo hasta la región lumbar.Está protegida por las membranas meníngeas: piamadre, aracnoides y dura-madre y por el líquido cefalorraquídeo.Desde la región de la segunda vértebra lumbar, donde termina la médula, hasta el cóccix, desciende un filamento delgadollamado "filum terminale" y las raíces de los nervios sacros y lumbares, formando un manojo de fibras que recibe el nombre de "cola de caballo".De la médula salen 31 pares de nervios que le dan un aspecto segmentado: 8 cervicales, 12 torácicos, 5 lumbares, 5 sacros y coxígeo.La médula está compuesta por una sustancia gris formada por cuerpos neuronales, y por la sustancia blanca formada por fibras mielinizadas ascendentes y descendentes.Las fibras ascendentes constituyen los haces ascendentes que son sensitivos y conducen los impulsos que reciben de la piel; los músculos y las articulaciones a las distintas zonas cerebrales.Las fibras descendentes constituyen los haces descendentes que son motores y conducen los impulsos que provienen de los centros superiores del cerebro a otros que radican en la médula o bien a los músculos y las glándulas.La sustancia gris tiene unos ensanchamientos llamados "astas": dos don dorsales o posteriores; dos ventrales o anteriores y dos intermedias y se localizan entre las dorsales y las ventrales. Las astas dorsales contienen neuronas que controlan las respuestas motoras del sistema nervioso autónomo y las ventrales, neuronas motoras cuyos axones terminan en músculos del sistema somático.En el centro de la sustancia gris y a lo largo de ella hay un pequeño canal lleno de líquido cefalorraquídeo.Otro aspecto anatómico importante de la médula, es que hay neuronas que sirven de conexión entre las fibras sensitivas y las motoras, lo que da origen a respuestas reflejas que no necesitan ser ordenadas por los centros cerebrales.Las funciones que cumple la médula son:
o Es un centro asociativo, gracias al cual se realizan actos reflejos.
o Es una vía de doble dirección:
§ De la periferia a los centros cerebrales (sensitiva).
§ De los centros cerebrales a la periferia (motora).
6. El encéfalo
El encéfalo es la parte del sistema nervioso central encerrada en la cavidad craneal.Se divide en:
o Cerebro anterior.
o Cerebro medio.
o Cerebro posterior.
El cerebro posterior o romboencéfalo se encuentra localizado en la parte inmediatamente superior de la medula espinal y está formado por tres estructuras: el bulbo, la protuberancia o puente, y el cerebelo. En él se encuentra, también, el cuarto ventrículo.El cerebro anterior o proencéfalo se divide en diencéfalo y telencéfalo. El diencéfalo comprende: el tálamo, el hipotálamo, el quiasma óptico, la hipófisis, los tubérculos mamilares y la cavidad llamada tercer ventrículo.El teléncefalo está formado por los ganglios basales: núcleos caudado y lenticular que forman el cuerpo estriado, y el cuerpo amigdalino y el claustro; el rinencéfalo, el hipocampo y el área septal, que forman el sistema límbico; y la corteza cerebral o neocortex.El ensanchamiento del teléncefalo forma los hemisferios cerebrales que constan de tres lóbulos: frontal, temporal y occipital. Externamente los hemisferios tienen múltiples pliegues separados por hendiduras que cuando son profundas se llaman cisuras.Los dos hemisferios están unidos por el cuerpo calloso, formado por fibras que cruzan de un hemisferio a otro.La corteza cerebral es una capa de sustancia gris que se extiende sobre la superficie de los hemisferios.De estas estructuras del encéfalo sólo vamos a estudiar algunas que tienen importancia más resaltante para comprender las bases fisiológicas de la conducta.
7. El bulbo
Es una estructura que se halla en el extremo superior de la médula y como prolongación de ella. En el hombre mide unos 3 cm de longitud.A nivel del bulbo cruzan algunos haces nerviosos dirigiéndose al lado opuesto del cerebro después de juntarse con los que habían cruzado en la médula. De igual modo las fibras que proceden del cerebro cruzan en el bulbo para dirigirse al lado opuesto a través de la médula.Funciones del Bulbo:
o Es el centro más importante de la vida vegetativa pues en él se encuentran situadas las conexiones centrales relacionadas con la respiración y el ritmo cardíaco, pudiendo ser fatal cualquier lesión de esta región.
o Sirve de conexión de algunos nervios craneales.
o El bulbo interviene en los siguientes reflejos: el vómito, la tos, la salivación, la respiración, el estornudo, la succión, la deglución, y el vasomotor.
8. El cerebelo
Es una estructura con muchas circunvoluciones situada por detrás del cuatro ventrículo y de la protuberancia y unido al tronco cerebral por haces de fibras aferentes, que le llevan impulsos procedentes de la médula, bulbo, puente y cerebro medio y anterior. A su vez, de los núcleos del cerebelo nacen fibras eferentes para cada una de estas regiones.En el cerebelo la sustancia gris está en la corteza, mientras que la blanca está en el centro.El cerebelo tiende a ser grande y bien desarrollado en los animales capaces de movimientos precisos y finos; y su extirpación produce pérdida de la precisión y de la coordinación de los movimientos.Funciones:
o Se asocia a actividades motoras iniciadas en otras partes del sistema nervioso.
o Contribuye al control de los movimientos voluntarios proporcionándoles precisión y coordinación.
o Regula y coordina la contracción de los músculos esqueléticos.
o Controla los impulsos necesarios para llevar a cabo cada movimiento, apreciando la velocidad y calculando el tiempo que se necesitará para alcanzar un punto deseado. Así mismo, frena los movimientos en el momento adecuado y necesario.
o Ayuda a predecir las posiciones futuras de las extremidades.
o Es esencial para el mantenimiento de la postura y el equilibrio por sus conexiones kinestésicas y vestibulares.
9. Los pedúnculos cerebrales y los tubérculos cuadrigéminos
Son estructuras del mesencéfalo, situadas por encima del puente, que sirven de conexión entre el romboencéfalo y el prosencéfalo.Los tubérculos cuadrigéminos están situados dorsalmente y los pedúnculos cerebrales ventralmente.Cada una de estas estructuras contienen diversos núcleos formados por haces de fibras ascendentes y descendentes.Funciones:
o Los pedúnculos cerebrales intervienen en el control reflejo de los movimientos oculares y en la coordinación de estos movimientos con la cabeza y el cuello.
o Los tubérculos cuadrigéminos intervienen en el reflejo de reacción al sonido y en el reflejo visual.
10. El tálamo
Es una masa ovoidea, formada principalmente por sustancia gris, situada en el centro del cerebro que actúa como estación de relevo sensorial o posada sensitiva. Hasta el tálamo llegan las vías aferentes que van hacia el cerebro, excepto las olfativas que lo hacen directamente.Del tálamo nacen otras vías que conducen los impulsos hasta la corteza y otros centros. El tálamo propaga los impulsos y quizá los integra. Además, en el nivel talámico se hacen conscientes los estímulos dolorosos.Está formado por distintos núcleos de células nerviosas que poseen conexiones, tanto con la corteza como con los niveles inferiores.Funciones
o Es una estación de análisis y de integración sensitivo sensorial: analiza y sintetiza los impulsos sensoriales.
o Es estación de distribución de señales sensoriales.
o Es centro de asociación intra-diencefálica y cortico-diencefálica.
o Algún núcleo parece estar relacionado con la coordinación y regulación de actividades motrices.
11. El hipotalamo
Situado en posición ventral con relación al tálamo y formando e piso y la pared lateral del tercer ventrículo, comprende varios núcleos que se hallan en conexión con el tálamo, el tronco cerebral, la hipófisis y la corteza. Algunos de estos centros son: los tubérculos mamilares y varios fascículos de fibras nerviosas ascendentes y descendentes: fascículo supraopticohipofisiario, fascículo longitudinal dorsal, haz mamilotalámico, por ejemplo.Funciones:
o Controla la hipófisis y, a través de ella, se constituye en regulador endocrino.
o Activa el mecanismo de la expresión emocional.
o Excita e integra las reacciones viscerales y somáticas de la emoción.
o Interviene en el control de la vigilia y del sueño.
o Es el centro de la regulación térmica del cuerpo.
o Controla el metabolismo de las grasas.
o Regula el hambre y la sed.
Para formarse una idea de la situación del hipotálamo, pueden consultarse las figuras correspondientes a los puntos: pedúnculos cerebrales y tálamo, tratando de relacionar ambas y las indicaciones anteriores sobre la situación del hipotálamo.
12. El cuerpo estriado
Son masas de sustancia gris, situadas en el interior de los hemisferios cerebrales, formadas por los núcleos: caudado, lenticular y la cápsula interna, que los separa.Recibe fibras del tálamo y de la corteza y las que de él nacen se dirigen al tálamo, al hipotálamo y a otros centros.Funciones:Se conoce muy poco sobre el cuerpo estriado. Generalmente se le considera como "posada motriz", y se estima que es un eslabón importante en la vía motriz. Pero son aspectos poco conocidos.Para situar el cuerpo estriado en el cerebro pueden consultarse las figuras de los puntos: encéfalo y tálamo.
13. La corteza cerebral
La corteza cerebral es una lámina gris, formada por cuerpos de neuronas, que cubre los hemisferios cerebrales y cuyo grosor varía de 1,25 mm en el lóbulo occipital a 4 mm en el lóbulo anterior.Se calcula que en la corteza del cerebro humano hay unos siete millones de neuronas.Aproximadamente la mitad de la corteza forma las paredes de los surcos de los hemisferios y no está expuesta en la superficie cerebral.Las neuronas de la corteza están dispuestas en capas bastante diferenciadas. Las fibras nerviosas que nacen de ellas establecen múltiples conexiones entre las distintas capas y zonas, lo que permite que una señal llegada a la corteza se extienda y persista. Así mismo, los impulsos eferentes que nacen de un área pueden llegar por las conexiones a otras, o a zonas cercanas a la primera haciendo que continúe la actividad.Las neuronas de asociación hacen que los impulsos que llegan a la corteza duren un tiempo considerable y se extiendan a gran número de neuronas. Así un pequeño ruido percibido por la corteza puede suscitar una actividad prolongada de las neuronas del área correspondiente y provocar una respuesta externa.
Areas corticalesLa corteza cerebral, también llamada "córtex", presenta diferencias que han hecho que se la divida en áreas con características propias, en cuanto a su composición de las capas celulares, al espesor, por el número de fibras aferentes y eferentes y por las funciones que cumplen.Teniendo en cuenta el aspecto funcional, se encuentran en la corteza:
Areas motricesLa principal área motora, 4 de Brodmann, se halla situada delante del surco central o cisura de rolando. Posee células gigantes de las que nacen las vías corticoespinal y corticobulbar con axones para los músculos estriados del organismo.En la parte más alta de esta área se localiza la zona para los movimientos de los miembros más distantes: pies, rodillas, cadera; y en las partes más bajas los músculos para la masticación, deglución, caza cabeza, cuello y las zonas más próximas de las extremidades.Además de esta área, existe otra situada por delante de ella, que se considera promotora y cuya lesión produce pérdida temporal de las destrezas adquiridas.Estás áreas envían los impulsos para la acción voluntaria, participando en la misma otros centros, ya que el sistema nervioso funciona en forma integral.Como las vías aferentes y eferentes cruzan a nivel de la médula o del bulbo, el hemisferio cerebral derecho rige los movimientos del lado corporal izquierdo, y el hemisferio izquierdo los del lado derecho.
Areas sensorialesSon las áreas en las que terminan las fibras sensitivas que transmiten impulsos visuales, auditivos, olfativos y sensaciones desde la superficie del cuerpo y tejidos profundos Están distribuidas de la siguiente forma:
Área somestésica:Recibe, a través del tálamo, los impulsos que rigen la sensibilidad corporal general procedentes de la piel, los tejidos, músculos, articulaciones y tendones del lado opuesto del cuerpo.Se halla en la circunvolución central posterior, detrás de la Cisura de rolando y frente a la representación motora.
Funciones del Área Somestésica:
o Apreciación de las diferencias de peso.
o Discriminación espacial.
o Localización táctil.
o Apreciación de tamaño y forma.
o Semejanzas o diferencias de temperatura.
o Todos los aspectos de la sensación que requieren comparación y juicio.
Área visual:Esta situada en el lóbulo occipital. En ella se aprecian zonas específicas para la visión de la mácula o central; para la periferia de la retina y para las mitades superior e inferior de la retina.Área auditiva:Se halla situada en los lóbulos temporales, por debajo de la cisura lateral o de silvio.Parece ser que cada oído tiene representación bilateral en la corteza por lo que al extirpar un lóbulo temporal no se sufre mayor disminución de la audición.Área olfativa:Se sitúa en loa circunvolución del hipocampo, próxima a la auditiva. Las investigaciones han revelado poco sobre esta área.Área gustativa:Los pocos datos que hay sobre ella indican que se halla en el extremo inferior de la circunvolución central posterior.Areas de asociaciónSon áreas que no reciben directamente impulsos sensitivos sino que correlacionan los impulsos recibidos de oros centros.En los últimos años cada vez se utiliza menos esta expresión porque se conocen mejor las conexiones tálamo-corticales y las funciones de las distintas áreas.Funciones de la Corteza:
o Retroalimentación: toda área que recibe fibras de otro entro, envía fibras en sentido contrario. Por ejemplo, hay vías córtico-talámicas y tálamo-corticales.
o Recorticalización: Una señal puede pasar varias veces por un analizador cortical para ser depurada.
o Facilitación cuando se aplican estímulos consecutivos; e inhibición por fatiga.
o Toda sensación consciente es fruto de extensa actividad cortical, en la que participan distintas áreas de las fibras de asociación. El funcionamiento cerebral es global e integrado.
o Los lóbulos frontales participan en la conducta, la personalidad, la memoria, la experiencia afectiva y la conciencia del yo. La sección de los mismos mediante la lobotomía produce depresión, falta de impulso para la acción, pérdida de la capacidad de adaptación a situaciones inesperadas.
o A través de la corteza se establecen reflejos condicionados, si bien no es necesaria para todas las respuestas condicionadas.
o Las áreas corticales relacionadas con el lenguaje (área de Broca), se encuentran en un solo hemisferio: el izquierdo en las personas diestras y el derecho en las zurdas. En caso de lesión de este hemisferio puede cumplir su misión el otro.
o La memoria depende de la corteza, áreas de asociación, aunque intervienen en ella conexiones del tronco cerebral.

EL SISTEMA RESPIRATORIO

SISTEMA RESPIRATORIO

Damos el nombre de aparato respiratorio al conjunto de estructuras que permiten la captación de oxigeno y la eliminación del anhídrido carbónico producido en la respiración interna. En el hombre el proceso respiratorio tiene como órgano central a los pulmones, vísceras situadas en el tórax, a ambos lados del corazón. Para llegar a los mismos, la sangre venosa y el aire atmosférico siguen caminos distintos: aquella accede a través de las arterias pulmonares y éste por un largo conducto que comprende las fosas nasales, la faringe, la laringe, la tráquea y los bronquios.Puesto que las fosas nasales y la faringe son tratadas en otro lugar de esta obra, iniciaremos la descripción del aparato respiratorio en la laringe.
LaringeEs una estructura Músculo cartilaginosa, situada en la parte posterior del cuello, a la altura de las vértebras cervicales 5º, 6º y 7º. Está en comunicación con la faringe y con la tráquea. Es el órgano de la fonación.Está formada por tres cartílagos impares y medios, los cartílagos cricoides, tiroides y epigl6tico, y por cuatro pares laterales, todos ellos articulados, revestidos de mucosa y movidos por músculos.Internamente presenta una hendidura anteroposterior, la glotis, limitada lateralmente por unas cintillas membranosas, las cuerdas vocales, dos a cada lado, superiores e inferiores.Los músculos de la laringe movilizan Los cartílagos en el acto de la deglución, cerrando la abertura laríngea para evitar que penetre contenido alimentado en las vías respiratorias, y tensan las cuerdas vocales.

TráqueaEs un conducto situado entre la laringe y el origen de los bronquios.Tiene entre 12 y 15 cm de longitud y está constituida por unos 16-20 cartílagos en forma de anillo unidos entre sí. Está revestida de epitelio con abundantes glándulas mucosas.
BronquiosSon los conductos resultantes de la bifurcación de la tráquea.Se continúan con los bronquios lobares destinados a cada lóbulo pulmonar. En el pulmón derecho hay tres bronquios un bronquio lobar superior, uno medio y otro inferior, y en el pulmón izquierdo únicamente encontramos dos: un bronquio lobar superior y un bronquio lobar inferior. Estos, a su vez, dan lugar a los bronquios segmentarios, para los distintos segmentos de cada lóbulo pulmonar. Los bronquios segmentarios van dividiéndose en forma de ramificaciones hasta alcanzar tamaños diminutos, terminando cada uno de ellos en un alvéolo pulmonar.Su configuración anatómica es semejante a la de la tráquea.
PulmonesSon dos, uno derecho y otro izquierdo, y están situados en el interior de la cavidad torácica, separados por el corazón y por los órganos del mediastino, espacio comprendido entre ambos pulmones. Son órganos blandos, esponjosos y dilatables. Su forma es la de un cono truncado. Presentan una cara externa en relación con la pared costal, una cara interna, en relación con el mediastino, una base que descansa sobre el diafragma y un vértice, situado a la altura de la primera costilla. Están divididos en lóbulos -tres en el derecho y dos en el izquierdo- por las cisuras.Tienen unos 26 cm de alto por 15 de diámetro anteroposterior, y una capacidad de unos 1.600 cm3, siendo el derecho mayor que el izquierdo. La estructura básica del pulman es el lobulillo pulmonar, que consta de un bronquiolo que se ramifica y termina en unas pequeñas dilataciones o alvéolos pulmonares, cada uno de los cuales está en contacto con una fina red de capilares sanguíneos en los que tiene Lugar la función esencial del pulmón, la hematosis u oxigenación de la sangre venosa.

Después de circular por las vías respiratorias el aire inspirado penetra en los alvéolos pulmonares. En ellos el oxígeno atraviesa las membranas alveolar y capilar, pasando a los hematíes y fijándose en la hemoglobina de éstos. El dióxido de carbono sigue el camino inverso, y se expulsa en la espiración.

Transporte de oxígeno: cuestión de presión:

Cuando el aire penetra en los pulmones y llega a los alvéolos pulmonares, el oxígeno atraviesa sus delgadas paredes y pasa a los capilares sanguíneos, que los rodean como una fina red.La hemoglobina, una proteína de los glóbulos rojos de la sangre, recoge el oxigeno del aire inspirado y lo transporta al corazón, desde donde se distribuye, a través de las arterias, a todas las células del organismo. Los glóbulos rojos recogen el dióxido de carbono de las células y lo transportan por las venas hasta el corazón, que lo impulsa hacia los capilares sanguíneos de los alvéolos para su expulsión al exterior.El cambio de oxígeno por dióxido de carbono se realiza porque, como todos los gases, ambos se trasladan desde las zonas de mayor presión a las zonas donde la presión es menor. Entre los alvéolos y los capilares sanguíneos también se produce esta diferencia de presión. Al inspirar, la cantidad de oxigeno en los alvéolos es muy superior a la que existe en los capilares, por lo que pasa hacia estos.Con el dióxido de carbono sucede lo mismo: existe una mayor cantidad en los capilares venosos que rodean los alvéolos, por lo que este gas pasa a los alvéolos pulmonares y se elimina a través de la espiración.
PleurasSon dos hojas serosas que recubren a los pulmones. Hay una pleura visceral que recubre la superficie pulmonar y una pleura parietal que corresponde a las paredes de la caja torácica. Ambas hojas están en íntimo contacto, pero existe un espacio entre ellas, el espacio pleural. Facilitan el deslizamiento de los pulmones sobre las paredes de la caja torácica.
Vascularización del pulmónExisten dos circuitos con funciones distintas. Las arterias pulmonares conducen desde el corazón la sangre venosa procedente del ventrículo derecho y acompañan a los bronquios hasta la red capilar de los alvéolos. Las venas pulmonares recogen la sangre oxigenada en los alvéolos y conducen la sangre a la aurícula izquierda.Las arterias bronquiales son los vasos nutricios, existiendo uno para cada pulmón.La sangre venosa es recogida por las venas bronquiales que desembocan en la vena ácigos

GENÉTICA

Avances de la Genética

En el año 2003, los científicos que participaron en el proyecto Genoma Humano, que comenzó en 1990, completaron la secuencia de las casi 3.000 millones de "letras" que encierran las instrucciones genéticas humanas. Este importante logro cambiará la medicina para siempre, mientras los científicos avanzan rápidamente hacia su meta de identificar todos nuestros genes y saber qué función cumple cada uno.

Este logro llega después de dos décadas de rápido progreso en la genética humana, la rama de la biología que estudia la herencia. Los científicos han descubierto muchos genes que cumplen funciones importantes en las enfermedades humanas.

Por ejemplo, el defecto genético responsable de la forma hereditaria de retraso mental más común, el síndrome de X frágil, fue identificado por becarios de March of Dimes. Otros hallazgos identificaron mutaciones (cambios) genéticas específicas responsables por:
La fibrosis quística, un trastorno de los pulmones y del sistema digestivo que suele ser fatal.
La acondroplasia, una forma de enanismo.
Las neurofibromatosis, enfermedades hereditarias del sistema nervioso.
La Retinitis pigmentosa, un grupo de condiciones hereditarias que causan la pérdida de la visión.
Algunas formas hereditarias de enfermedad cardíaca.
El cáncer de mama y colon familiar.
El ritmo de estos descubrimientos debería acelerarse ahora que los científicos tienen un catálogo casi completo de nuestros genes.

Identificar los genes que causan las enfermedades puede ser un primer paso hacia el desarrollo de tratamientos científicos, como nuevas drogas o terapias con genes, en las que se utiliza un gen sano para reemplazar uno ausente o defectuoso.

Saber más sobre nuestra constitución genética seguramente permitirá desarrollar también un método más individualizado de medicina preventiva. Es posible que pueda someterse a cada persona a determinadas pruebas para saber si es especialmente susceptible a ciertas enfermedades y así poder tomar las medidas necesarias para prevenirlas.

Genes y Cromosomas: Los Componentes Básicos de la Vida

Cada ser humano tiene aproximadamente 30.000 genes que determinan el crecimiento, el desarrollo y el funcionamiento de nuestros sistemas físicos y bioquímicos. Normalmente, los genes se encuentran distribuidos en 46 cromosomas (23 pares) dentro de nuestras células.

Los pares del 1 al 22 son iguales en hombres y mujeres y se conocen como autosomas. El par número 23 está compuesto por los cromosomas que determinan el sexo. Las mujeres tienen dos cromosomas X y los hombres un cromosoma X y un cromosoma Y.

Los espermatozoides y las células ováricas son diferentes de las demás células del organismo. Estas células reproductivas tienen sólo 23 cromosomas independientes cada una. Cuando un espermatozoide y un óvulo se combinan, al comienzo del embarazo, forman una célula nueva con 46 cromosomas. El ser humano resultante es genéticamente único y su diseño está determinado por el padre y la madre en partes iguales.
La Genética y los Rasgos Hereditarios

La ciencia moderna nos ha ayudado a entender por qué diferentes generaciones de una familia tienen el mismo color de ojos o calvicie, así como otros rasgos hereditarios, ya sean útiles, inocuos o nocivos, o por qué a veces se dan aunque no haya antecedentes en la familia. Los genes, responsables de estos rasgos, son pequeñísimos paquetes de información que contienen instrucciones sobre cómo se desarrollan y funcionan nuestros cuerpos.

Algunas veces, un gen anormal puede causar o contribuir a la aparición de un defecto de nacimiento. Los defectos de nacimiento son condiciones anormales de:
La estructura del cuerpo (como la acondroplasia, una forma de enanismo)
Funcionamiento (como el síndrome de X frágil, una forma de retraso mental)
Química del organismo (como la enfermedad de Tay-Sachs, en la cual la ausencia de una encima causa retraso mental y la muerte principalmente en personas de ascendencia judía europea oriental o canadiense francesa)
Se han identificado varios miles de defectos de nacimiento diferentes. Se dan en uno de cada 28 nacimientos y afectan a millones de familias.
Los defectos de nacimiento también pueden ser resultado de factores ambientales, como abuso de drogas o alcohol, ciertas infecciones o la exposición a ciertos medicamentos u otros productos químicos. Con frecuencia, los defectos de nacimiento parecen reflejar una combinación de herencia y entorno.

El asesoramiento en genética ayuda a las personas a identificar y entender qué rasgos particulares pueden transmitir a sus hijos y también a determinar los riesgos particulares que podrían influir sobre el resultado del embarazo.

Trastornos Cromosómicos

Los defectos de nacimiento pueden ser causados por errores en la totalidad o parte de un cromosoma, en lugar de en un solo gen. Estos errores se producen durante la formación del óvulo o del espermatozoide. Ocasionalmente, hay un cromosoma adicional o falta alguno o está roto.

Este tipo de problema puede proceder de la madre o del padre. El consiguiente desequilibrio del material genético proporciona al óvulo fertilizado una cantidad excesiva o insuficiente de información genética.

Cuando se produce este error, puede perpetuarse cada vez que las células pasen por el proceso de división. A medida que el embrión crece, la información genética adicional o faltante puede traducirse en una amplia gama de estructuras y funciones anormales del cuerpo, como condiciones cardíacas o renales y, con frecuencia, retraso mental.

Frecuencia del síndrome de Down y edad de la madre
Las probabilidades de tener un hijo con un error de herencia cromosómica aumentan con la edad. La posibilidad de que se produzca un error de este tipo, que suele dar como resultado el síndrome de Down, va aumentando durante los años fértiles de la mujer. El síndrome de Down es un patrón de retraso mental y anomalías físicas que suele incluir defectos cardíacos.
Las mujeres de entre 20 y 29 años que quedan embarazadas tienen una probabilidad en 1.230 de tener un embarazo afectado por el síndrome de Down.
A los 30 años, la probabilidad es de una de cada 690.
Hacia los 35 años, las probabilidades aumentan a una en 270.
A los 40 años, el riesgo es de una en 78.
A los 45 años, la probabilidad es de una de cada 22.
Hay pruebas prenatales como la muestra del villus coriónico o la amniocentesis que pueden ayudar a descartar la presencia de un error cromosómico con un alto grado de certeza en el embarazo.

Los padres que han tenido un bebé con un trastorno cromosómico deben consultar a un asesor en genética. Estos profesionales ayudan a las familias a entender lo que se conoce sobre las causas de los defectos de nacimiento y las probabilidades de que puedan ocurrir en otro embarazo. Afortunadamente, en la mayoría de los casos, los padres de un bebé con el síndrome de Down usualmente tienen un riesgo de un por ciento de tener otro bebé afectado, en adición al riesgo que la madre corra basado en su edad.

Algunas veces son muchos los factores que pueden dar lugar a un defecto de nacimiento. Por ejemplo, los genes de uno o ambos padres pueden interactuar entre sí y recibir la interferencia de factores ambientales por lo general no identificables. Aún no se conoce bien el mecanismo por el que se producen este tipo de defectos de nacimiento.

Las condiciones que se consideran causadas por herencia multifactorial (cuando no son parte de un síndrome conocido) incluyen:
Labio leporino y paladar hendido: malformaciones de la boca
Pie torcido: deformidades del tobillo o del pie
Muchos defectos cardíacos congénitos
Diabetes mellitus: metabolización anormal del azúcar, que suele aparecer en una etapa posterior de la vida
Ciertas formas de cáncer
Alta presión arterial
Diferentes malformaciones del tracto genital y urinario
Ciertas malformaciones del cerebro y de la médula espinal


Defectos de Aparición Tardía

No todos los trastornos hereditarios se manifiestan en el nacimiento del bebé. Muchos errores de la química del organismo pueden causar daños antes de que aparezcan los síntomas. Si hay antecedentes de trastornos de este tipo en su familia, le convendría buscar asesoramiento en genética para averiguar si usted o sus hijos podrían correr riesgo de heredarlos. Algunas veces puede alertarse a los médicos y padres para que sometan a pruebas a un individuo desde un primer momento y le brinden el tratamiento necesario para prevenir un daño progresivo.

En muchos defectos que no son evidentes en el nacimiento, la edad a la que aparecen los síntomas varía considerablemente. Algunos de los trastornos más comunes y las edades a las que suelen diagnosticarse incluyen:
Fibrosis quística: un trastorno de los pulmones y del sistema digestivo, del nacimiento a los 4 años
Enfermedad de Tay-Sachs: retraso mental con efectos devastadores, de 6 meses a 1 año
Anemia de glóbulos falciformes: un trastorno en la sangre, desde los 6 meses en adelante (puede detectarse con pruebas neonatales de rutina)
Distrofia muscular de Duchenne: una enfermedad que consume los músculos, de 2 a 4 años
Síndrome de Di George/velocardiofacial: un trastorno cardíaco, inmunitario y del habla, de 4 a 8 años
Glaucoma: acumulación peligrosa de presión en el interior del ojo, desde finales de los treinta en adelante
Enfermedad de Gaucher: afecta al hígado, al bazo y a la médula ósea, por lo general desde la niñez en adelante

Formas Comunes de Herencia

Cada niño tiene dos copias de cada gen en su cuerpo: una procedente del padre y otra de la madre. Los genes que conforman cada par contienen instrucciones para un rasgo dominante o recesivo. Algunas veces los genes se alteran por alguna razón y se produce un trastorno médico.

Herencia autosómica dominante
Si un padre tiene el gen para una condición autosómica dominante, existe una probabilidad del 50 por ciento (una probabilidad de cada dos) de que el niño tenga la misma condición. Los trastornos dominantes suelen ser bastantes variables, con síntomas que pueden ser nulos o severos.

Algunas condiciones transmitidas por la herencia autosómica dominante son:
Alto colesterol familiar
Enfermedad de Huntington, un trastorno progresivo del sistema nervioso
Algunas formas de glaucoma, que causan la ceguera si no se las trata
Polidactilia: existencia de dedos adicionales en las manos o en los pies
Síndrome de Marfan, que afecta al tejido conectivo (el tejido conectivo da soporte y conecta las estructuras del cuerpo; los tendones, ligamentos, cartílagos y huesos son ejemplos de tejido conectivo)

Herencia autosómica recesiva
Si ambos padres son portadores del mismo gen recesivo capaz de causar un defecto de nacimiento existe una probabilidad de cuatro de que cada uno de sus hijos herede el problema. Si sólo un padre transmite el gen del trastorno, el gen normal recibido del otro padre evitará que la condición se manifieste.

Los trastornos autosómicos recesivos suelen ser graves y pueden llevar a una muerte prematura. Algunas condiciones transmitidas por herencia autosómica recesiva son:

Anemia de glóbulos falciformes, una enfermedad de la sangre que afecta principalmente a personas de origen afroamericano e hispano
Enfermedad de Tay-Sachs, que causa retraso mental y la muerte, principalmente en personas de ascendencia judía europea oriental o canadiense francesa
Fibrosis quística, un trastorno de los pulmones y del sistema digestivo que afecta principalmente a personas de ascendencia caucásica del norte europeo
Fenilcetonuria (PKU), un trastorno metabólico que afecta principalmente a los caucásicos

Herencia recesiva ligada al cromosoma X
Los cromosomas X e Y son los que determinan el sexo. Las mujeres normales tienen dos cromosomas X y los hombres un cromosoma X y uno Y. Un trastorno causado por un gen anormal en uno de los cromosomas X se conoce como trastorno ligado al cromosoma X o ligado al sexo.

Una madre aparentemente normal con un gen anormal en uno de sus cromosomas X tiene una probabilidad del 50 por ciento (una de cada dos) de transmitirlo a su hijo. Una mujer que hereda un cromosoma X con un gen de un trastorno ligado al sexo por lo general no presenta síntomas de la enfermedad dado que tiene un cromosoma X de reserva con una copia normal del mismo gen. No obstante, los hombres que heredan un cromosoma X con un gen de una enfermedad ligada al sexo no tienen un segundo cromosoma X de reserva y, por lo tanto, padecen la enfermedad.

Algunas condiciones que se transmiten a través de la herencia recesiva ligada al cromosoma X son:

Hemofilia, en la que la sangre carece de una sustancia necesaria para la coagulación
Daltonismo de los colores rojo y verde
Distrofia muscular de Duchenne, que causa debilidad muscular y la muerte

EL CICLO CELULAR

El crecimiento y desarrollo de los organismos vivos depende del crecimiento y multiplicación de sus células. En los organismos unicelulares la división celular implica una verdadera reproducción ya que por este proceso se producen dos células hijas. En los organismos multicelulares sin embargo derivan de una sola célula: CIGOTO y, la repetida división de esta y sus descendientes, determina el desarrollo y crecimiento del individuo.

En general todas las células pasan por dos períodos en el curso de sus vidas: uno de INTERFASE (no división) y otro de división (en el que se producen dos células hijas).



La función esencial del núcleo es almacenar y proporcionar a la célula la información contenida en la molécula de ADN. La molécula de ADN está asociada a proteínas denominadas histonas y otras proteínas no histónicas en una estructura filamentosa denominada cromatina.

Durante la división celular el núcleo sufre cambios muy importantes donde la cromatina se condensa para formar cuerpos compactos denominados cromosomas. A excepción de los gametos, cada célula del cuerpo o SOMÁTICA de un individuo posee un número idéntico de cromosomas (46 en el ser humano) los cuales se presentan de a pares. Un miembro del par proviene de cada padre. Cada miembro del par se denomina HOMÓLOGO, así el ser humano tiene 23 pares de homólogos. En número original de cromosomas de una célula se denomina número DIPLOIDE. La continuidad del número cromosómico de una especie es mantenida por una clase de división celular denominada MITOSIS.

A pesar de las diferencias entre procariotas y eucariotas, existen numerosos puntos en común entre la división celular de ambos tipos de células. Debe ocurrir la duplicación del ADN.

Debe separarse el ADN "original" de su "réplica"

Deben separarse las dos células "hijas" con lo que finaliza la división celular.



Estos procesos básicos deben ocurrir en ambos tipos de células.


Secuencias de ciclo
A continuación se resumen los hechos que acontecen en las células eucariotas.

El Ciclo Celular Eucariota engloba las siguientes secuencias crecimiento

replicación del ADN

mitosis

nuevo proceso de crecimiento


Interfase
La vida de las células transita por dos etapas que se alternan cíclicamente: interfase y división, la interfase se subdivide en tres períodos G1, S y G2.

G1: (G por gap: intervalo) en esta fase tienen lugar las actividades de la célula: secreción, conducción, endocitosis, etc. Comenzando a partir de la citocinesis de la división anterior, la célula hija resulta pequeña y posee un bajo contenido de ATP resultante del gasto experimentado en el ciclo anterior, por lo que en este período se produce la acumulación del ATP necesario y el incremento de tamaño celular.
Es el período que mas variación de tiempo presenta, pudiendo durar días, meses o años. Las célula que no se dividen nuevamente (como las nerviosas o del músculo esquelético) pasan toda su vida en este período, que en estos casos se denomina G0, ya que las células se retiran del ciclo celular.

S: fase de síntesis o replicación del ADN, comienza cuando la célula adquiere el tamaño suficiente y el ATP necesario. Dado que el ADN lleva la información genética de la célula, antes de la mitosis deben generarse dos moléculas idénticas para ser repartidas entre las dos células hijas. Durante la interfase el ADN asociado a las histonas constituye la cromatina, que se encuentra desenrollada en largas y delicadas hebras. El ADN es una doble hélice que se abre y cada cadena es usada como molde para la producción de una nueva cadena, que queda unida a la original usada como molde. Por esta razón la replicación del ADN se denomina Semiconservativa. Estos ADNs nuevos quedan unidos por el centrómero hasta la mitosis, recibiendo el nombre de CROMÁTIDAS HERMANAS.

G2: es el tiempo que transcurre entre la duplicación del ADN y el inicio de la mitosis. Dado que el proceso de síntesis consume una gran cantidad de energía la célula entra nuevamente en un proceso de crecimiento y adquisición de ATP. La energía adquirida durante la fase G2 se utiliza para el proceso de mitosis.


Factores ambientales tales como cambios en la temperatura y el pH, disminución de los niveles de nutrientes llevan a la disminución de la velocidad de división celular. Cuando las células detienen su división generalmente lo hacen en una fase tardía de la G1 denominado el punto R (por restricción).

METABOLISMO CELULAR

El metabolismo celular

Las mitocondrias son las “centrales energéticas” de las células. Allí, algunas moléculas como la glucosa se oxidan y se rompen en trozos más pequeños. En esta reacción se liberan átomos de hidrógeno (se liberan electrones, pero suelen ir acompañados de protones: electón+protón= 1 átomo de H). Este hidrógeno se une al oxígeno y se forma moléculas de agua.

Reacciones de oxidación-reducción

Las reacciones químicas no son más que transformaciones de energía: la energía que hay en los enlaces de una sustancia se libera y se usa para formar otras moléculas. Se transfieren muchas veces electrones de unos átomos o moléculas a otros, a esto se llama oxidación. La pérdida de un electrón se conoce como oxidación, y se dice que el átomo o molécula que lo pierde se ha oxidado. Pero el oxígeno atrae mucho los electrones, es el “aceptador”. La ganancia de electrones se denomina reducción. Estas reacciones se conocen como reacciones de oxidación-reducción o REDOX. Muchas veces el electrón va acompañado de un protón (1 átomo de H). En tales casos, la oxidación implica una pérdida de átomos de H (no ya sólo de electrones) y la reducción una ganancia de átomos de H.

Por tanto, la principal función de las mitocondrias es llevar a cabo esta reacción.

Sustancias alimenticias + O2 ! CO2 + H2O + Energía (ATP)

Esta reacción se denomina Fosforilación Oxidativa. Lo que el proceso necesita es ADP, P y O2; se produce la salida de H2O, CO2 y ATP (adenina + ribosa + 3 fosfatos). El ATP es una molécula altamente energética que se sintetiza en el interior de las mitocondrias, y se forma por fosforilación oxidativa. La energía que se almacena en el ATP se va a utilizar en todos los procesos de la célula que necesiten energía. Al dar su energía, el ATP se desintegra en ADP + P.

Las células que requieren grandes cantidades de energía (p. ej.: espermatozoides) contienen grandes cantidades de mitocondrias. En algunas células, las mitocondrias se van a mover hacia lo lugares donde se precisa la energía. El O2 se combina con C para dar CO2, por eso se dice que las mitocondrias son las responsables de la respiración celular. Pero esta reacción incluye muchos pasos, cada uno de ellos regulado por una enzima específica.

En resumen, se puede decir que las mitocondrias son orgánulos transductores de energía. La energía de los alimentos viene en los enlaces. Esta energía se va liberando por degradación, proceso que culmina en las células. La energía no se libera de forma repentina, sino gradualmente, y es utilizada allí donde se necesita. El eslabón común de todos los procesos que requieren energía es el ATP.

Metabolismo celular

Todas las células requieren energía para sus funciones. El alimento es la fuente de energía y también de materiales para construir. En la digestión se van degradando las grandes macromoléculas de alimentos en trozos más pequeños. Estas sustancias degradadas se llevan hasta las células, donde se obtienen la energía y los materiales (el objetivo de la nutrición). Para ello van a sufrir un conjunto de reacciones que se denominan metabolismo. Metabolismo es el conjunto de reacciones por el que se obtiene, a partir de sustancias ya digeridas, energía y materia.

Al proceso de degradación de las grandes macromoléculas en otras mucho más pequeñas se le denomina Catabolismo. Luego hay otro proceso de síntesis de materias orgánicas -con gasto de energía- que se conoce como Anabolismo.

Catabolismo:
degradación (con liberación de energía)

Metabolismo

Anabolismo:
síntesis (con gasto de energía)


La energía liberada en el catabolismo la utiliza la célula para la síntesis -o fabricación- de nuevos compuestos (anabolismo). El eslabón común de todos estos procesos es el ATP.

Pero, ¿qué ocurre con la energía entre las reacciones en que se produce y los procesos en los que se gasta? Si no se almacena de alguna manera, toda ella se disiparía en forma de calor. De hecho, un 50% de la energía lo hace, pero el resto va a ser atrapada por la célula a través de su “mecanismo atrapador de energía”. Este mecanismo viene representado en la reacción reversible por la que se transforma una molécula de ADP en otra de ATP.



El ATP almacena en sus enlaces la energía que se va a utilizar después. Cuando el ATP se rompe, se convierte en ADP + P. Pero el ADP también se puede romper en AMP + P, liberando también energía. Esto ocurre en el proceso de anabolismo.

Por tanto, el ATP es la molécula que relaciona catabolismo y anabolismo. La energía del catabolismo se almacena en forma de ATP, que la libera en el anabolismo. El ATP tiene pues una doble función: por un lado atrapar energía, por el otro darla allí donde sea necesario.

Normalmente las células no almacenan el ATP. Éste se forma y se degrada continuamente; de tal forma que en un día se sintetiza y se degrada una cantidad equivalente al peso corporal.

Catabolismo

Es un conjunto de reacciones en que se rompen moléculas de alimento en otras más pequeñas y se libera energía. En la mayoría de los casos el catabolismo tiene lugar en las mitocondrias, que contienen enzimas y facilitan esta ruptura. Esta ruptura tiene lugar de manera escalonada. Si fuera de golpe dañaría las células. La degradación de la glucosa requiere 30 pasos sucesivos. En cada paso actúan enzimas específicas.

Sustancia alimenticia + O2 ! CO2 + H2O + Energía (ATP)

Respiración celular

Son reacciones de oxidación. La energía química de los alimentos se va a transformar en energía para la célula. Esta oxidación de las moléculas orgánicas es como principalmente obtienen energía las células. Ésta puede ser de 2 tipos:

Aerobia: la degradación de las moléculas es completa. La molécula orgánica se degrada hasta formar moléculas inorgánicas. La respiración se realiza con intervención de oxígeno. La liberación de energía es mayor aquí que en la anaerobia.

Anaerobia: se obtiene energía sin intervención de oxígeno. La degradación no es total, se forman compuestos intermedios. Podemos distinguir dos subtipos: anaerobia propiamente dicha y fermentación. La anaerobia se da en todos los organismos, incluido el hombre.

Respiración aerobia !
Glucosa !
CO2, H2O, Energía

Respiración

celular
Fermentación !
Glucosa !
CO2, Alcohol etílico, Energía

Respiración anaerobia !
Glucosa !
CO2, Ácido láctico, Energía


La mayor parte de energía la proporcionan los glúcidos. Es en el interior de las mitocondrias donde los glúcidos se degradan enzimáticamente y se va a liberar energía que sintetizará ATP. El catabolismo de la glucosa es fundamental para los vertebrados. El balance final del catabolismo es:

C6H12O6 + 6O2 ! 6CO2 + 6H2O + ENERGÍA

Se obtienen 686 Kcal por mol de glucosa. La glucosa al oxidarse va a perder átomos de H, y éstos los va a ganar el oxígeno, con lo que se va a liberar agua, y mucha energía para sintetizar ATP. Distinguimos 3 etapas:

Glucólisis

Ciclo de Krebs

Fosforilación oxidativa

En la glucólisis y en el ciclo de Krebs se van a ir liberando átomos de C que se van a unir al O para formar CO2. En la fosforilación oxidativa el H se va a unir con el oxígeno para formar agua, al tiempo que se sintetiza el ATP (ADP+P).

La glucólisis ocurre en el citoplasma, la respiración es dentro de la mitocondria.

Glucólisis

Es un conjunto de reacciones por las que una molécula de glucosa se convierte en 2 moléculas de ácido pirúvico (C3H6O3).

C6H12O6 ! 2CH3-CO-COOH

Esto se da en el citoplasma y siempre en condiciones anaerobias (sin oxígeno). Es universal para todos las células. Se forman 2 moléculas de ATP en la glucólisis. Ocurre en torno a 9 etapas, e interviene enzimas específicas en cada una.

A partir de la glucólisis el ácido pirúvico puede seguir una ruta aerobia o una ruta anaerobia. La aerobia comprende el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa.

En presencia de O2 el ácido pirúvico va a atravesar la membrana mitocondrial, y dentro de la mitocondria se va a producir su degradación total en pasos escalonados. 2 etapas: ciclo de Krebs (o ciclo del ácido cítrico), que ocurre en el interior de las mitocondrias con intervención de enzimas específicas; y luego ocurre la fosforilación oxidativa.

2CH3-CO-COOH ! 6CO2 + 6H2O + ENERGÍA (38 ATP's)

Ciclo de Krebs

Antes de entrar en el ciclo de Krebs la molécula de ácido pirúvico se va a oxidar, va a perder un C y va a convertirse en ácido acético (2 de C).

Al entrar en el ciclo de Krebs el ácido acético (2C) se va a unir al ácido oxalacético (4C) y formar el ácido cítrico (6C). Luego pierde uno (5C), luego otro (4C), y se convierte de nuevo en ácido oxalacético (4C), y el ciclo vuelve a empezar

LAS ENZIMAS

Las enzimas
La Enzima Como Unidad Fundamental De Vida
Cada célula y cada tejido tienen su actividad propia, lo que comporta continuos cambios en su estado bioquímico, en la base de la cual están las enzimas, que tienen el poder de catalizar, facilitar, y agilizar determinados procesos sintéticos y analíticos. Los propios genes son reguladores de la producción de las enzimas; por tanto, genes y enzimas pueden considerados como las unidades fundamentales de la vida.
Este concepto poco difundido casi hasta el siglo XX, se ha desarrollado y concretado cada vez mas, y constituye un componente esencial de diversas disciplinas: la microbiología, la fisiología, la bioquímica, la inmunología y la taxonomía, formando además parte del campo aplicado, en gran variedad de industrias. El rasgo particular de las enzimas es que pueden catalizar procesos químicos a baja temperatura, compatible con la propia vida, sin el empleo de sustancias lesivas para los tejidos. La vida es, en síntesis, una cadena de procesos enzimáticos, desde aquellos que tienen por sustratos los materiales mas simples, como el agua (H2O) y el anhídrido carbónico (CO2), presentes en los vegetales para la formación de hidratos de carbono, hasta los mas complicados que utilizan sustratos muy complejos.
La formación de los prótidos, los glúcidos y los lípidos es un ejemplo típico: Son a la vez degradados y reconstruidos por otras reacciones enzimáticas, produciendo energía a una velocidad adecuada para el organismo, sin el gasto energético que exigen los métodos químicos de laboratorio.
Importancia biomedica de las enzimas
Sin enzimas, no sería posible la vida que conocemos. Igual que la biocatálisis que regula la velocidad a la cual tienen lugar los procesos fisiológicos, las enzimas llevan a cabo funciones definitivos relacionadas con salud y la enfermedad. En tanto que, en la salud todos los procesos fisiológicos ocurren de una manera ordenada y se conserva la homeostasis, durante los estados patológicos, esta última puede ser perturbada de manera profunda. Por ejemplo, el daño tisular grave que caracteriza a la cirrosis hepática pueden deteriorar de manera notable la propiedad de las células para producir enzimas que catalizan procesos metabólicos claves como la síntesis de urea. La incapacidad celular para convertir el amoniaco tóxico a urea no tóxica es seguida por intoxicación con amoniaco y por ultimo coma hepático. Un conjunto de enfermedades genéticas raras, pero con frecuencia debilitantes y a menudo mortales, proporciona otros ejemplos dramáticos de las drásticas consecuencias fisiológicas que pueden seguir al deterioro de la actividad enzimática, inclusive de una sola enzima.
Después del daño tisular grave (por ejemplo, infarto del miocardio o pulmonar, trituración de un miembro) o siguiendo a multiplicación celular descontrolada (por ejemplo, carcionoma prostatico), las enzimas propias de tejidos específicos pasan a la sangre. Por lo tanto, la determinacion de estas enzimas intracelulares en el suero sanguineo proporciona a los medicos informacion valiosa para el diagnostico y el pronostico.
Caracteristicas de las enzimas
Desde el punto de vista químico, las enzimas están formadas de carbono (C), Hidrógeno (H), oxigeno (O), Nitrógeno (Ni), y Azufre (S) combinados, pero siempre con peso molecular bastante elevado y común propiedades catálicas especificas. Su importancia es tal que puede considerarse la vida como un "orden sistemático de enzimas funcionales". Cuando este orden y su sistema funcional son alterados de algún modo, cada organismo sufre mas o menos gravemente y el trastorno puede ser motivado tanto por la falta de acción como por un exceso de actividad de enzima.
Las enzimas son catalizadores de naturaleza proteínica que regulan la velocidad a la cual se realizan los procesos fisiologicos, producidos por los organismos vivos. En consecuencia, las deficiencias en la funcion enzimatica causan patologias.
Las enzimas, en los sistemas biológicos constituyen las bases de las complejas y variadas reacciones que caracterizan los fenómenos vitales. La fijación de la energía solar y la síntesis de sustancias alimenticias llevadas a cabo por los vegetales dependen de las enzimas presentes en las plantas. Los animales, a su vez, están dotados de las enzimas que les permiten aprovechar los alimentos con fines energéticos o estructurales; las funciones del metabolismo interno y de la vida de relación, como la locomoción, la excitabilidad, la irritabilidad, la división celular, la reproducción, etc. Están regidas por la actividad de innumerables enzimas responsables de que las reacciones se lleven a cabo en condiciones favorables para el individuo, sin liberaciones bruscas de energía a temperaturas fijas en un medio de pH, concentración salina, etc.; prácticamente constante.
A diferencia de un catalizador inorgánico que interviene en numerosas reacciones las enzimas producidas por los organismos vivos habitualmente solo catalizan un tipo de reacción o solo una reacción determinada; la especificidad de las enzimas es tan marcadas que en general actúan exclusivamente sobre sustancias que tienen una configuración precisa; por ejemplo, si solo atacan a los aminoácidos que tienen su carbono a , asimétrico, con estructura L-, no muestran la menor actividad sobre formas idénticas de dichos aminoácidos, pero que sean del tipo D-.
En los sistemas biológicos se llevan a cabo diversas reacciones a partir de la misma sustancia; por ejemplo algunos microorganismos convierten la glucosa en alcohol y bióxido de carbono, al paso que otros gérmenes la convierten en ácido láctico o ácido pirúvico o acetaldehido. Esto quiere decir que la glucosa puede descomponerse en distintos productos y aunque todas las posibilidades son teóricas y prácticamente posibles la presencia de ciertas enzimas favorece uno de los caminos que llevan a la acumulación de determinados compuestos.
Las enzimas, por lo tanto, se consideran como catalizadores altamente específicos que:
Modifican la velocidad de los cambios promovidos por ellas.
Determinan que sustancias particulares, de preferencia a otras distintas son las que van a sufrir los cambios.
Impulsan dentro de los distintos cambios posibles que pueda seguir una sustancia, cual de ellos en especial, será el utilizado.
Las enzimas representan las sustancias encargadas de graduar la velocidad de una reacción determinada en el interior de las células; como en las diversas células se realizan infinidad de reacciones, ya que en una de ellas se encuentran varios miles de sustancias, se deduce, también, la presencia de varios miles de enzimas. Es posible, por lo tanto, que la mayor parte de esta estructura proteínica celular esté formada por enzimas, encargadas de las diversas funciones de síntesis, degradación, oxidación, etc. características de la actividad vital de los distintos organismos.
La estructura enzimática
Por su estructura y composición química puede afirmarse que el origen de las enzimas esta vinculando al origen de las sustancias proteicas. Al hablar del origen de la vida se ha citado el éxito de los experimentos realizados en el laboratorio para la producción de aminoácidos; estos aminoácidos son los que precisamente constituyen la base del edificio proteico. También en el laboratorio se ha intentado la síntesis de proteínas a partir de aminoácidos.
La sede de las enzimas es el citoplasma. Los cloroplastos vegetales contienen una amplia gama enzimas encargadas de la función clorofílica, proceso que a través de reacciones químicas complejas y encadenadas transforman compuestos inorgánicos, como el agua, y el anhídrido carbónico, en sustancias complejas adecuadas para ser entre otras cosas el alimento fundamental de los animales.
En las mitocondrias existe un sistema de transporte de electrones que determinan importantes fenómenos de oxidorreducción, durante los cuales se forman notables cantidades de ATP, que es un compuesto altamente energético del que depende la mayor parte de metabolismo, y coma, por tanto el trabajo de las células; en las mitocondrias se produce el metabolismo enzimático de los ácidos grasos, los cuales son en parte elaborados también en el citoplasma.
En los ribosomas tiene lugar concretamente todas la s síntesis de las sustancias proteicas, mientras que en los lisosomas se producen enzimas hidrolíticos cuya misión escindir, con la intervención del agua, moléculas grandes en otras menores, que pueden a su vez ser utilizadas por las células; en cambio, las enzimas glucolíticos están difundidos en el citoplasma.
La localización de las sedes de las distintas operaciones enzimáticas antes mencionadas ha sido posible a través del sistema de ruptura de las células y de la separación de los distintos componentes mediante centrifugación diferencial del homogeneizado de estas la ruptura celular y la subdivisión de los componentes subcelulares se realizan actualmente utilizando los tejidos, por ejemplo con saltos bruscos desde temperaturas inferiores a 0° C hasta temperaturas mas elevadas con cambios de presión osmótica o mediante ultrasonidos.
Naturaleza química de las enzimas
Existen numerosas razones para afirmar que las enzimas son proteinas. La
más importantes son las siguientes:
El análisis de las enzimas obtenidas en forma más pura, criatalizada, demuestra que son proteínas.
Las enzimas son inactivadas a altas temperaturas y, en geeral, la cinética de la desnaturalización térmica de las enzimas da resultados muy parecidos a los de la desnaturalización térmica de las proteínas; por ejemplo el Q10 de la mayoría de las reacciones químicas es de 2 a 3, y, en el casod e las enzimas, a temperaturas elevadas, alrededor de 60 a 70 ° C, la actividad neta aumeta varios cientos, como sucede con la velocidad de la desnaturalización térmica de las proteínas.
Las enzimas son activadas en unas zona muy restringida de pH, y presenta un punto óptimo de ph donde su actividad es mayor. Las proteínas en su punto isoeléctrico, muestran propiedades parecidas desde el punto de vista de viscosidad, solubilidad, difución, etc., que resulta del todo similares a las propiedades de este tipo que muestran las enzimas.
Todos los agentes que desnaturalizan a las proteínas también destruyen o inactivan a las enzimas, ya sea el calor, los ácidos fuertes, o los metales pesados que puedesn combinarse con ellas.
Los problemas de solubilidad y de precipitación son comunes a las proteínas y las enzimas; en general, son solubles en agua o soluciones salinas, insolubles en alcohol, precipitan con determinadas concentraciones de sales neutras, etc.
Composición química de las enzimas
Los conocimientos sobre la composición química de las enzimas constituyeron materia de numerosas controversias hasta 1926, cuando J.B Sumner (1887-1955) consiguió cristalizar la ureasa, enzima que transforma la urea en anhídrido carbonico y amoniaco, y demostrar que era una sustancia proteica.
A, partir de entonces fueron aisladas otras enzimas en forma pura, cristalina, y el análisis demostraba siempre la presencia de una proteina, simple o conjugada. Cuando los analisi químicos demuestran que la enzima es una proteína conjugada, pueden distinguirse en el dos partes bien diferenciadas:
El grupo prosteico (Coenzima)
La proteina (Apoenzima)
En algunas enzimas oxidantes fue observada la presencia de la promoporteinas, en las cuales el grupo prospético esta representado por un compuesto que contiene Fe y otro elemento, el cual desmpeña un papel importante en la combinación de la proteina con el sustrato; otras veces este grupo prostético es derivada de vitaminas (como la vitamina B); 4en muchos casos resulta facil de separar de la molécula proteica. No obstante una vez separadas, las dos unidades no muestran actividad enzimático; por tanto el grupo proteico (coenzima) y el grupo proteico (apoenzima) han de estar íntimamente ligados entre si para ser operativos. Por consiguiente, de las enzimas pueden distinguirse los formados por:
Solo proteínas, que difieren entre si por la secuencia con que los aminoácidos están combinados, como la ureasa y las enzimas digestivas (la pepsina y la tripsina)
Los conjugados, separados en dos entidades químicas bien definidas: la coenzima y la apoenzima.
Después del descubrimiento de Sumner, el numero de la enzimas y el estudio de sus actividades químicas proporcionaron un notable impulso en la enzimología, y la gran cantidad de las enzimas que rápidamente se acumulaban determinaron la necesidad de utilizar una clasificación o nomenclatura para evitar errores y facilitar la comprensión de futuros investigadores.
Nomenclatura y clasificacion de las enzimas
Cien años atrás solo se conocian enzimas, muchas de estas, catalizaban la hidrólisis de enlaces covalentes. Algunas enzimas, de manera especial las que fueron descubiertas en un principio, recibieron nombres ligados mas bien a su sitio de procedencia anatómica que no siguen ninguna regla ni sistema; tal es el caso de la ptialina de la saliva, que ataca al almidón de la pepsina del estómago y de la tripsina del páncreas, que atacan proteínas; de la renina, que cuagula la leche; de la papaina, enzima proteolítica que se encuentra en la papaya y de las catepsinas, también proteasas, que se encuentran en las células. Las enzimas relacionadas con la cuagulación de la sangre, como son la trombina, la plasmina, el plasminógeno, etc. reciben también nombres sistematizados.
Al descrubir nuevas enzimas y proceder a su caracterización estricta se aplicaron reglas de nomenclatura basadas en el nombre del sustrato atacado, o en el tipo general de sustrato, o en la reacción catalizada y se ha añadido convencionalmente, la terminación -asa. Por ejemplo: las lipasas (hidrolizan lipidos o grasas), las amilasas (hidrolizan almidon), las proteasas (hidrolizan proteinas), las esterasas (basado en la unión general de tipo éster presentes en muchas sustancias), colesterol estrerasa (si la esterasa es específica de los esteres de colesterol) y acetilcolina esterasa (si la estersa de la acetilcolina). Otros ejemplos: Las fosfatasas son enzimas que atacan las uniones éster, pero en este caso, toman su nombre del grupo vecino a la unión que van a atacar, de manera que se denominan fosfatasas (cuando quitan una molécula de monofosfato), pirofosfatasas (cuando quitan el ácido fosfórico como esteres dobles (pirofosfatos), o triples, etc.) De la misma manera, las carbohidrasas se denominan así genericamente, pero pueden comprender enzimas con nombres proveniente del sustrato particular sobre el que actuan como la amilasa que ataca al almidón y la celulasa que actúa sobre la celulosa y, en otras ocaciones, se denominan de acuerdo con la unión atacada, como la b -glucosidasa que actúa sobre las uniones b -glucosídicas. Los ejemplos se pueden extender a todos los terrenos de la actividad enzimática, como en las enzimas proteolíticas, las fosforilasas, las nucleasas, etc.
Esta manera de llamarlas, se demostro que era inadecuada porque al descubrirse varias enzimas, notaron que varias enzimas catalizaban reacciones diferentes del mismo sustrato, por ejemplo, oxidacion o reduccion de la funcion alcohol de un azucar.
Aunque el sufijo –asa continua en uso; actualmente, al nombrar a las enzimas, se enfatiza el tipo de reaccion catalizada. Por ejemplo: las hidrogenasas catalizan la eliminacion de hidrogeno y las transferasas, reacciones de transferencia de grupo. Con el descubrimiento de mas y mas enzimas, surgieron ambiguedades y con frecuencia no estaba claro cual era la enzima que un investigador deseaba estudiar. Para remediar esta deficiencia, la Comisión para el estudio de las enzimas, que constituye con respecto a los sistemas anteriores un punto de vista más uniforme, preciso y descriptivo; esta formada por la Union Internacional de Bioquimica (IUB) adopto, en 1964, un sistema complejo pero inequivoco de la nomenglatura enzimatica basado en el mecanismo de reaccion.
El sistema se basa en la reacción química catalizada que es la propiedad específica que caracteriza a cada enzima las cuales se agrupan en clases, porque catalizan procesos semejantes, y en subclases que especifican con mayor exactitud la reacción particular considerada. En general, las enzimas reciben un nombre de acuerdo con el sustrato o los sustratos que participan en la reacción seguido por el tipo de reacción catalizada y, por fin, la terminación -asa. A menudo los nombres así obtenidos resultan largos y complejos, por lo que es muy dificil que en la práctica se pueda excluir el uso de los nombres triviales, consagrados por la costumbre. Sin embargo, con fines de sistematización, se reconoce la necesidad de aceptar el nuevo sistema.
Aunque su claridad y carencia de ambigüedad recomiendan al sistema de nomenglatura IUB para trabajos de investigacion, nombres mas ambiguos, pero basante mas cortos persisten en libros de texto y en el laboratorio clinico. Por esta razon, a continuacion solo se presenta principios generales del sistema IUB:
Las reacciones y las enzimas que las catalizan se dividen en 6 clases principales, cada una con 4 a 13 subclases.
El nombre de la enzima tiene 2 partes: la primera es el nombre del o los sustratos; la segunda, con terminacion –asa, indica el tipo de reaccion catalizada.
Informacion adicional, si es necesario aclarar la reaccion, puede seguir el parentesis. Por ejemplo: la enzima que cataliza L-malato + NAD= = piruvato + CO2 NADH + H= , se denomina como 1.1.1.37 L-malato:NAD+ oxidorreductasa (descarboxilante).
Cada enzima tiene un numero clave (E.C.) que caracteriza al tipo de reaccion según la clase (primer digito), subclase (segundo digito) y subclase (tercer digito). El cuarto digito es para la enzima especifica. Asi, E.C. 2.7.1.1 denota la clase 2 (una transferasa), subclase 7 (transferencia de fosfato), sub-clase 1 (una funcion alcohol como aceptor de fosfato). El ultimo digito denota a la enzima hexocinasa o ATP: D-hexosa-6-fosforotransferasa, enzima que cataliza la transferencia de fosfato desde el ATP al grupo hidroxilo de carbono 6 de la glucosa.
Al final de sus y trabajos, clasifico las enzimas en seis grupos principales, correspondientes por sus términos a las raciones que cada enzima ejerce sobre el sustrato. Estos grupos se subdividen en otro, según el tipo de sustrato y los átomos concretos que son sensibles a sus acciones. Estos seis grupos son los siguientes:
Oxidoreductasas
Transferasas
Hidrolasas
Isomerasa
Liasas
1.Oxido-reductasas: Son las enzimas relacionadas con las oxidaciones y las reducciones biológicas que intervienen de modo fundamental en los procesos de respiración y fermentación. Las oxidoreductasas son importantes a nivel de algunas cadenas metabólicas, como la escisión enzimática de la glucosa, fabricando también el ATP, verdadero almacén de energía. Extrayendo dos átomos de hidrógeno, catalizan las oxidaciones de muchas moléculas orgánicas presentes en el protoplasma; los átomos de hidrógeno tomados del sustrato son cedidos a algún captor.
En esta clase se encuentran las siguientes subclases principales: Deshidrogenasas y oxidasas. Son más de un centenar de enzimas en cuyos sistemas actúan como donadores, alcoholes, oxácidos aldehidos, cetonas, aminoácidos, DPNH2, TPNH2, y muchos otros compuestos y, como receptores, las propias coenzimas DPN y TPN, citocromos, O2, etc.
2.Las Transferasas: Estas enzimas catalizan la transferencia de una parte de la molécula (dadora) a otra (aceptora). Su clasificación se basa en la naturaleza química del sustrato atacado y en la del aceptor. También este grupo de enzimas actúan sobre los sustratos mas diversos, transfiriendo grupos metilo, aldehído, glucosilo, amina, sulfató, sulfúrico, etc.
3.Las Hidrolasas: Esta clase de enzimas actúan normalmente sobre las grandes moléculas del protoplasma, como son la de glicógeno, las grasas y las proteínas. La acción catalítica se expresa en la escisión de los enlaces entre átomos de carbono y nitrógeno (C-Ni) o carbono oxigeno (C-O); Simultáneamente se obtiene la hidrólisis (reacción de un compuesto con el agua)de una molécula de agua. El hidrógeno y el oxidrilo resultantes de la hidrólisis se unen respectivamente a las dos moléculas obtenidas por la ruptura de los mencionados enlaces. La clasificación de estas enzimas se realiza en función del tipo de enlace químico sobre el que actúan.
A este grupo pertenecen proteínas muy conocidas: la pepsina, presente en el jugo gástrico, y la tripsina y la quimiotripsina, segregada por el páncreas. Desempeñan un papel esencial en los procesos digestivos, puesto que hidrolizan enlaces pépticos, estéricos y glucosídicos.
4.Las isomerasas:Transforman ciertas sustancias en otras isómeras, es decir, de idéntica formula empírica pero con distinto desarrollo. Son las enzimas que catalizan diversos tipos de isomerización, sea óptica, geométrica, funcional, de posición, etc. Se dividen en varias subclases.
Las racemasas y las epimerasas actúan en la racemización de los aminoácidos y en la epimerización de los azúcares. Las primeras son en realidad pares de enzimas específicas para los dos isómeros y que producen un solo producto común. Las isomerasas cis – trans modifican la configuración geométrica a nivel de un doble ligadura. Las óxido – reductasas intramoleculares cetalizan la interconversión de aldosas y cetosas, oxidando un grupo CHOH y reduciendo al mismo tiempo al C = O vecino, como en el caso de la triosa fosfato isomerasa, presente en el proceso de la glucólisis ; en otros casos cambian de lugar dobles ligaduras, como en la (tabla) isopentenil fosfato isomerasa, indispensable en el cambio biosinético del escualeno y el colesterol. Por fin las transferasas intramoleculares (o mutasas) pueden facilitar el traspaso de grupos acilo, o fosforilo de una parte a otra de la molécula, como la lisolecitina acil mutasa que transforma la 2 – lisolecitina en 3 – lisolecitina, etc. Algunas isomerasa actúan realizando inversiones muy complejas, como transformar compuestos aldehídos en compuestos cetona, o viceversa. Estas ultimas desarrollan una oxidorreducción dentro de la propia molécula (oxido rreductasa intramoleculares)sobre la que actúan, quitando hidrógeno, a algunos grupos y reduciendo otros; actúan ampliamente sobre los aminoácidos, los hidroxácidos, hidratos de carbono y sus derivados.
5.Las Liasas: Estas enzimas escinden (raramente construyen) enlaces entre átomos de carbono, o bien entre carbono y oxigeno, carbono y nitrógeno, y carbono y azufre. Los grupos separados de las moléculas que de sustrato son casi el agua, el anhídrido carbónico, y el amoniaco. Algunas liasa actúan sobre compuestos orgánicos fosforados muy tóxicos, escindiéndolos; otros separan el carbono de numerosos sustratos.
6.Las Ligasas: Es un grupo de enzimas que permite la unión de dos moléculas, lo cual sucede simultáneamente a la degradación del ATP, que, en rigor, libera la energía necesaria para llevar a cabo la unión de las primeras. Se trata de un grupo de enzimas muy importantes y recién conocidas, pues antes se pensaba que este efecto se llevaba a cabo por la acción conjunta de dos enzimas, una fosfocinasa, para fosforilar a una sustancia A (A + ATP A - ℗ + ADP) y una transferasa que pasaría y uniría esa sustancia A, con otra, B (A -℗ + B A – B + Pi ). A este grupo pertenecen enzimas de gran relevancia reciente, como las aminoácido –ARNt ligasas conocidas habitualmente con el nombre de sintetasas de aminoácidos –ARNt o enzimas activadoras de aminoácidos que representan el primer paso en el proceso biosintético de las proteínas, y que forman uniones C-O; las ácido-tiol ligasas, un ejemplo típico de las cuales es la acetil coenzima. A sintetasa, que forma acetil coenzima. A partir de ácido acético y coenzima A ; las ligasas ácido – amoniaco (glutamina sintetasa), y las ligasas ácido-aminoácido o sintetasas de péptidos, algunos de cuyos ejemplos más conocidos son la glutación sintetasa, la carnosina sintetasa, etc.
La acción de estas enzimas se manifiesta con la formación de enlaces entre átomos de carbono y oxigeno de diversas moléculas, o bien entre carbono y azufre, carbono y nitrógeno y carbono y carbono. Las ligasas utilizan siempre, para el proceso de reacción, la energía proporcionada por el ATP o compuestos homólogos que son degradados, Por consiguiente las enzimas de esta clase son los únicos que intervienen en reacción no espontánea desde un punto de vista termodinámico; Actúan sobre los sustratos más diversos y revisten particular importancia en el metabolismo de los ácidos nucleicos.
Estas reacciones enzimáticas se desarrollan en dos tiempos: en el primero se forma un complejo intermedio con potencia energética muy alta-, en el segundo utilizan la energía obtenida para realizar la reacción de síntesis.
Partes del sistema enzimatico
Los sistemas enzimáticos en general, están formados por la enzima propiamente dicha (apoenzima), el sustrato o los sustratos un grupo proteico ( o coenzimas) y sustancias activadoras. La estructura formada por la apoenzima y la coenzima se denomina boloenzima; con cierta frecuencia se reconocen sistemas enzimaticos que no tienen grupo prostético o activadores reconocidos.
Apoenzima: concepto del centro activo
La apoenzima es la enzima propiamente dicha, de naturaleza proteica formada por cadenas de polipéptidos, con peso moléculas elevado, no dializable y termolábil.
Las estudiadas analíticamente hasta ahora, han sido, por razones técnicas de peso molecular bajo, 12 a 24 000, tienen una sola cadena polipeptídica (ribonucleasa, papaina, tripsina, pepcina, etc.) excepto uno o dos casos (a - quimotripsina y aldolasa) que tienen dos.
El análisis de los aminoácidos que componen a diversas enzimas demuestran que tienen una estructura similar a la de cualquier proteína; existen, de hecho unos cuantos casos en los que se ha determinado su secuencia completa, es decir, el orden en el que están dispuestos todos ellos en la cadena. El análisis de la estructura secundaria de la proteína, osea el modo como la cadena peptídoica se dispone a lo largo de su eje mayor y el de la estructura terciaria, osea la forma en que la cadena se pliega y se acomoda para formar una estructura tridimensional se conocen muy mal para todas las enzimas. Solo en el caso de la lisozima (enzima presente en las lágrimas donde funciona como un antiséptico suave y que tiene la capacidad de atacar a los polisacáridos que forman la pared de diversas bactérias) se ha determinado la estructura tridimensional de una enzima; para este fin se aplican las técnicas de cristalografía de rayos x, con una solución de dos Å, lo que demostró que la lisosima es una proteína con su cadena de 129 aminoácidos ampliamente plegada y en la que se reconoce una hendidura representante del centro activo donde se acomodan muy bien los inhibidores – ciertos compuestos del tipo de carbohidratos – que nulifican su actividad enzimática. Se ha demostrado, en este caso, que es cierta regla general de que el modo como se ordenan y disponen los aminoácidos de termoina el arreglo espacial que permite a las otras partes del sistema enzimático – sustratos, cofactores, iones, etc. – adaptarse, en el espacio, en forma adecuada, para que se lleve a cabo la acción catalítica. Por lo tanto, las estructuras indispensables que permiten la combinación con el sustrato y que confieren propiedades enzimáticas a la molécula se denomina "centro activo". Se acepta que el centro activo no es una parte muy grande de la enzima completa y, en ciertos sistemas estudiados por medio de bloqueos químicos no parece constituir una zona de más de 20 Å de diámetro. Es muy posible que el centro activo esté formado por la contribución de grupos funcionales de aminoácidos situados en distintas cadenas o en diferentes repliegues de una cadena, asiendo aparecer a dichos grupos muy distantes entre ellos si se considera el orden que guardan a lo largo de la cadena polipeptídica.
Un caso muy ilustrativo sobre lo que significa la estructura del centro activo desde el punto de vista de la composición de los aminoácidos es el de la triptofano pirrolasa, enzima ampliamente estudiada en bacterias desde el punto de vista de la bioquímica genética. En ella, la modificación de algunos aminoácidos produce perdida e la actividad enzimática, que se recupera si vuelve a incluirse los aminoácidos en el orden original; sin embargo, se pueden reemplazar dos de ellos por otros completamente distintos, y la enzima vuelve a ser totalmente activa. Es posible que con estos nuevos aminoácidos se consigan también las condiciones de distribución espacial de grupos funcionales y estructuras necesarias para la actividad enzimática.
El concepto de arreglo tridimensional adecuado de los aminoácidos que forman la cadena polipeptídica de la enzima para lograr la actividad funcional correcta permite entender numerosos denómenos: la necesidad de que la molécula proteica íntegra esté preservada en su forma; el hecho de que la desnaturalización de la enzima al permitir la separación de los pliegues, conduce a la perdida de la actividad enzimática; que al calentar una enzima con su sustrato (por ejemplo, la invertasa con sacaroza, la transaminasa con ácido a -cetoglutárico), se impide una desnaturalización que sin ellos se produciría, pues es posible que el propio sustrato contribuya a sostener y reforzar la aproximación de los pliegues de la cadena, etc.
También se entiende por que al atacar la ribonucleasa con pepsina y romper una sola unión peptídica que separa un tetrapéptido del extremo con grupo carboxilo libre se pierde la actividad, mientras que si solo se quita los tres últimos disminuye su acción sugiriendo así la importancia del residuo de ácido aspártico para sostener el centro activo en condiciones de eficiencia, o lo que es más probable, para formar parte del propio centro activo. Si se parte la ribonucleasa entre los aminoácidos 20 y 21, y se separan los dos fragmentos, ninguno es activo, pero basta mezclarlos para que se unan en tal forma que se restablece la actividad, aunque un poco menor que la originalmente observada.
El estudio detallado de la estructura del centro activo se hace por medio de inhibidores o de reactivos que se combinan de modo específico, con algunos de los aminoácidos del centro activo tales como el diisopropilfluorofosfato (DFP), que se combina con el OH del aminoácido serina, en diversas esterasas, peptidasas, etc. , e inactiva el centro activo del que forman parte dicho aminoácido; este inhibidor, aún a concentraciones de 10-10 M, inhibe a la acetilcolinesterasa; mucho de los derivados del DFP se utilizan como gases de guerra o como insecticidas (parathion), y su utilidad se debe, en rigor a su capacidad para destruir funcionalmente ciertas enzimas.
La unión del DFP al aminoácido cedina es muy estrecha y a permitido el análisis de los aminoácidos vecinos a él, haciendo un estudio de su ordenamiento en el centro activo. La secuencia de los centros activos de diversas enzimas hidrolíticas sensibles al DFP, se demuestran que la mayoría tienen cerina y a demás un aminoácido dicarboxílico (aspártico o glutámico) y en el otro un aminoácido neutro (alanina o glicina). También se ha demostrado que la histidina, cuando menos para el caso de la quimotripsina, forma parte del centro activo aún cuando el análisis de la secuencia no demuestra que exista cerca de la cerina ninguna histidina; se trata, por lo tanto, de otro ejemplo de una aminoácido, alejado e otro, y en distinto pliegue de la cadena, que integra el centro activo.
Teniendo en cuenta estos hechos, se deduce, por lo tanto, que la actividad de la enzima depende en parte de la disposición o arreglos de los aminoácidos y grupos prostéticos en determinada región de la proteína. Los aminoácidos que componen a las proteínas pueden tener moderadas actividades catalíticas, aunque de ninguna manera comparable en su magnitud, cuando se les considera en forma aislada, a las que muestran la gran molécula proteica. De hecho para muchos sistemas enzimáticos se han ideado modelos análogos, osea sustancias químicas sencillas que suelen reproducir los efectos ocasionados por la enzima, tal es el caso de los análogos, a base de piridoxsal que representan la parte activa de enzimas descarboxilantes y transaminantes. Esto no significa que necesariamente, en el estado natural, la enzima funcione como lo hace el análogo pues muchos sistemas pudieran tener otro mecanismo de operación; la hidrólisis del almidón lo mismo se logra con la adición del ácido que con la enzima específica amilasa, aún cuando en el primer caso se atacan indiscriminadamente numerosas uniones glucosídicas, y con la enzima, en cambio solo se desprenden, uno tras otro fragmentos de dos unidades de glucosa de los extremos de las ramificaciones.
Conformación de la enzima y propiedades del centro activo. La propiedad catalítica de las enzimas parece depender de la facilidad con la que ayudan a que se pongan en contacto las sustancias reaccionantes para dar el producto o los productos de la reacción. Esto implica que el sistema enzimático tenga una conformación especial osea, una disposición adecuada de os grupos funcionales – aminoácidos de la apoenzima y grupos prostéticos, cuando existen estos – y de las moléculas mismas de los sustratos que se unirán a aquellos y permitirán que se lleve a cabo la reacción química. Este acercamiento de las sustancias reaccionantes de los grupos prostéticos y los grupos funcionales fue las razón del modelo de Ehrlich, conocido clásicamente como de la "llave y la cerradura". Así la enzima sería un molde tridimensional en negativo, de la estructura también tridimensional, en positivo de los reaccionantes que se adaptarían perfectamente a ala disposición de la enzima. Sin embargo ha sido necesario reconsiderar esta situación y sugerir – de acuerdo con Koshland – la teoría de un "acomodo inducido".
Así las enzimas pueden sufrir un cambio en su estructura desde el momento en que entran en contacto con los reaccionantes, sustratos y cofactores, y es posible que todos ellos modifiquen el arreglo tridimensional de la enzima; la enzima los recibe en un orden determinado y cada uno de ellos al unirse a la enzima modifica su estructura. La nueva analogía es la del "guante y la mano"; aquel no representa una estructura de negativo tridimensional mientras no se halla la mano en el, ya que antes pueden tener diversas formas y disposiciones, una vez que ha entrado la mano - que a su vez también puede adoptar distintas posiciones – se ponen en contacto todas las partes correspondientes, es decir, en el caso de la enzima, las partes reactivas del sistema enzimático, con las partes reaccionantes, osea los sustratos. Se ha preservado con esta nueva idea, el aspecto de la armonía estructural entre el sustrato y la enzima pero se introduce el nuevo concepto de que es necesario provocar un cambio en la estructura proteica que favorezca la colocación adecuada de todos los elementos que interviene en la reacción enzimática. Los cambios de la estructura protéica se denominan "conformacionales". El cambio en la disposición tridimensional puede hacerse a distancia y en muchas ocasiones la unión del sustrato a una parte de la enzima modifica otras zonas de ella y aún su estructura completa, debido a plegamientos que acercan o alejan diversos grupos colocados a lo largo del péptido que forma la enzima. Esta alteración múltiple y de tipo flexible, permite entender mejor el proceso de entrada ordenada de los sustratos, y los cofactores y la reacción en la que se participan. También permiten comprender porque un sustrato entra a una enzima y es atacado y uno que no lo es aún muy parecido a él, puede quedar excluido del centro activo.
Se ejemplifican estas ideas en A se encuentra la enzima en una forma desplegada con ciertos grupos reactivos (+) y (-), colocados en una zona de la superficie de la enzima. La entrada de un cofactor F1, modifica una parte del sistema (B); se introduce en el sistema un nuevo arreglo a base de la reactividad de tipo electrónico entre la zona (+) y una parte del cofactor F1, recién introducido; por fin la entrada de un nuevo reaccionate F2 modifica la parte terminal de la enzima de manera que permite la entrada del otro reaccionante (sustrato) que se acomoda en un lugar preparado previamente por los reaccionantes F1 y F2, y permite de esta manera echar a andar la reacción catalítica. Los cambios conformacionales, se pueden demostrar con diversos métodos algunos de tipo físico, como son las modificaciones en la rotación óptica o en el patrón de sedimentación en el campo gravitacional de la ultracentrífuga, o químicos como el aumento o la disminución de la actividad enzimática bajo la influencia de cambios térmicos o la adición de agentes desnaturalizantes. Basten unos cuantos ejemplos: la transaminasa a -cetoglutárica se pude calentar a 65° C. en presencia de su sustrato sin que se afecte, al paso que la enzima sola es rápidamente degradada, cambia de configuración y se precipita; la miosina, proteína muscular contráctil, en presencia de ATP hace más notable su forma de espiral y permite el reconocimiento de aminoácidos previamente ocultos en sus pliegues; la D-amino oxidasa, al unirse a su cofactor, el FAD, pasa de la forma espiral en a -hélice, a una disposición irregular distribuida al azar.

TEORIA CELULAR

TEORÍA CELULAR Célula, es una palabra muy sencilla pero con un gran significado en la historia de la biología. En 1665, el científico inglés Robert Hooke, utilizando un microscopio primitivo, observó en un pedazo de corcho muy delgado pequeñas celdas a las cuales llamó células, hasta este momento dichas celdas no se relacionaban con la vida de las plantas, sino con el almacenamiento de ciertos "jugos". Desde aquí el microscopio comenzó a ser una herramienta esencial en el ámbito científico de la época y en el desarrollo de la biología en general.Luego, muchos otros científicos en otros países durante diecisiete décadas y utilizando el microscopio, lograron perfeccionar el diseño de este instrumento lo que permitió una mejor visualización de las células.reseña histórica de la teoría celular:ROBERT HOOKE(1665)Con sus observaciones postuló el nombre célula para referirse a los compartimentos que encontró en un pedazo de corcho, al observar al microscopioANTON VAN LEEUWENHOEK (1673)Realizó observaciones de microorganismos de charcas, eritrocitos humanos, espermatozoides.THEODOR SCHWANN (1839)Postuló el primer concepto sobre la teoría celular . Las células son las parte elementales tanto de plantas como de animales.RUDOLF VIRCHOW (1850)Escribió: "Cada animal es la suma de sus unidades vitales, cada una de las cuales contiene todas las características de la vida. Todas las células provienen de otras células".
Los postulados que definen como tal la teoría celular son:
Todos y cada uno de los organismos vivos están constituidos por una (unicelulares) o más células (multicelulares).Los antecesores de las células, son células preexistentes.
PROPIEDADES DE UN SISTEMA VIVO
1.Nivel de organización: La naturaleza en su afán de reducir los errores que se puedan generar en un sistema vivo, le confiere a las células la propiedad de organizarse a distintos niveles entre los cuales podemos contemplar: la organización de átomos(La célula no es una colección de elementos químicos de la tierra dispuestos aleatoriamente, en realidad es un sistema químico selectivo conformado esencialmente por C, H, O, N, S, P, que son los principales elementos de la vida. Lo anterior revela que el evento celular y su organización no es producto del azar. Por otra parte, la célula se considera en realidad un sistema termodinámico abierto, que toma energía de su entorno para mantener la estructura) en moléculas de tamaño pequeño, éstas a su vez en polímeros gigantes y luego en complejos poliméricos que subsecuentemente conformarán los organelos subcelulares y finalmente la célula como unidad básica estructural y funcional.2.Nutrición: Las células toman sustancias del medio que utilizan en la obtención y transformación de la energía necesaria para su metabolismo.3.Crecimiento: También son capaces de utilizar las sustancias que asimilan del medio para sintetizar biomoléculas que contribuyen al aumento de su tamaño y autorreplicación . El crecimiento es por tanto, un aumento en la masa celular como resultado en el incremento del tamaño y/o número de las células individuales. Este crecimiento puede ser uniforme en las diversas partes del cuerpo de un organismo, o diferencial en unas partes, de modo que las proporciones corporales cambian de acuerdo con el crecimiento.4.Diferenciación: Esta propiedad hace parte del ciclo celular, originando o modificando ciertas estructuras y/o sustancias que conducen a cambios en su morfología y función.5.Señalización Química: Es una característica que se presenta con mayor frecuencia en los organismos pluricelulares cuyas células requieren de señales químicas que facilitan la comunicación intercelular, la cual permitirá que posteriormente se puedan diferenciar y cumplir con una función determinada.6.Respuesta a estímulos (Irritabilidad) ocasionados por cambios físicos o químicos en el ambiente interno o externo. La mayoría de las células poseen mecanismos conformados de receptores los cuales le permiten desarrollar cierta sensibilidad a sustancias químicas (como se explicó anteriormente) tales como hormonas, factores de crecimiento, materiales extracelulares, así como también responder de manera específica a compuestos presentes en las superficies de otras células. Las respuestas más comunes a los diferentes estímulos pueden conducir a la alteración de las actividades metabólicas, preparación para la división celular, desplazamiento de un lugar a otro y aún al suicidio (apoptosis).7.Evolución: Las células son susceptibles de cambios para adquirir nuevas propiedades biológicas que les permitan adaptarse a medios particulares o a su misma supervivencia. Por consiguiente se pueden elaborar árboles filogenéticos que muestran las relaciones existentes entre ellas.8.Capacidad de autoregulación: Siendo la célula un sistema tan complejo, necesita de ciertos mecanismos de control para corregir errores que se pueden presentar. La autorregulación se hace evidente cuando falla alguno de los puntos de control como en el caso del cáncer. El problema de dichas fallas se debe a que cada uno de los pasos necesarios en determinado proceso celular es esencial (algo así como las argollas en una cadena) ya que es necesario que suceda un paso para que se dé el siguiente, por tanto un error en alguna de las argollas de la cadena debe ser corregido a tiempo para que la célula continúe con su ciclo normal.ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DE LAS CÉLULASCon el desarrollo de la microscopía, en 1937 Chatton propuso dos términos para designar las clases de células presentes en la naturaleza: células procarióticas y células eucarióticas. Estos términos tienen significado etimológico (pro = antes, karyon = núcleo, eu = verdadero), debido a la estructura que presentaban las células al observarse con detenimiento al microscopio.

estructura celular eucariòtica
estructura celular procariòtica
Los dos tipos de células muestran algunas características similares, tales como:Poseen un lenguaje genético idéntico.
Ambas tienen rutas metabólicas comunes.
Presentan estructuras similares en algunos de sus componentes. Ej: la membrana celular, la cual funciona como una barrera de permeabilidad selectiva.Ambos tipos de células pueden estar rodeados por pared celular que proporciona rigidez a las células sin embargo, su composición es diferente.Los dos tipos celulares tienen una región nuclear donde está el material genético rodeado por el citoplasma. En las procarióticas se caracteriza como un nucleoide sin envoltura, mientras que en las eucarióticas dicha región siempre se encuentra separada de citoplasma por la envoltura nuclear.
Pero también presentan muchas características que las diferencian y por las cuales se genera la división, entre ellas:CARACTERÍSTICAPROCARIOTICASEUCARIÓTICASTAMAÑO CELULAR1 a 10 mm de diámetro10 a 100 mm de diámetroMATERIAL GENÉTICOAdherido a la membrana plasmática y concentrado en una región denominada NucleoidePresente en un núcleo rodeado por una envolturaCROMOSOMASÚnico, generalmente circular y sin proteínasMuchos, lineales y con proteínas (histonas y no histonas)ADN0.25mm -3mm de longitudpares de basesEn células tan "simples" como la levadura 4,6 mm. de longitudCITOPLASMAEn gran medida indiferenciado.Contiene una gran cantidad de estructuras, llamadas organelos subcelulares algunos de ellos con unidad de membrana.ORGANELOS SUBCELULARESRibosomasCarente de sistema de citomembranas.Ribosomas, Sistema de citomembranas (mitocondrias, cloroplastos, retículo endoplasmático, aparato de golgi, vacuolas, lisosomas, citoesqueleto)PARED CELULARConstituído por peptidoglicanos. Excepto en arquea y micoplasmas.Compuesta principalmete por celulosa, en algunos casos presenta lignina, pectina. Excepto células animales.MOVILIDADFlagelos constituidos por flagelinaCilios y flagelos constituidos por tubulina con organización 9+2.
EUCARIOTAS Y PROCARIOTASPor su estructura se distinguen dos tipos de células: procarióticas y eucarióticas:-PROCARIÓTICAS. Muy simples y primitivas. Apenas tienen estructuras en su interior. Se caracterizan por no tener un núcleo propiamente dicho; esto es, no tienen el material genético envuelto en una membrana y separado del resto del citoplasma. Además, su ADN no está asociado a ciertas proteínas como las histonas y está formando un único cromosoma. Son procariotas, entre otras: las bacterias y las cianofíceas.-EUCARIÓTICAS: Células características del resto de los organismos unicelulares y pluricelulares, animales y vegetales. Su estructura es más evolucionada y compleja que la de los procariotas. Tienen orgánulos celulares y un núcleo verdadero separado del citoplasma por una envoltura nuclear. Su ADN está asociado a proteínas (histonas y otras) y estructurado en numerosos cromosomas.ESTRUCTURA GENERAL DE LA CÉLULA EUCARIÓTICAEn toda célula eucariótica vamos a poder distinguir la siguiente estructura:- Membrana plasmática- Citoplasma- NúcleoEl aspecto de la célula es diferente según se observe al microscopio óptico (MO) o al electrónico (MET). Al MO observaremos la estructura celular y al MET la ultraestructura.DIFERENCIAS ENTRE LAS CÉLULAS VEGETALES Y ANIMALESPor lo general las células vegetales son de mayor tamaño que las animales, tienen plastos y están envueltas en una gruesa pared celular, también llamada pared celulósica o membrana de secreción. Sus vacuolas son de gran tamaño y no tienen centriolos.ORGÁNULOS DE LA CÉLULACÉLULA ANIMAL1 Membrana plasmática2 Retículo endoplasmático granular3 Retículo endoplasmático liso4 Aparato de Golgi5 Mitocondria6 Núcleo7 Ribosomas8 Centrosoma (Centriolos)9 Lisosomas10 Microtúbulos (citoesqueleto)CÉLULA VEGETAL1 Membrana plasmática2 Retículo endoplasmático granular3 Retículo endoplasmático liso4 Aparato de Golgi5 Mitocondria6 Núcleo7 Ribosomas8 Cloroplasto9 Pared celulósica10 VacuolaBREVE DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS ORGÁNULOS CELULARESMEMBRANAMembrana plasmática: Delgada lámina que recubre la célula. Está formada por lípidos, proteínas y oligosacáridos. Regula los intercambios entre la célula y el exterior.Pared celular: Gruesa capa que recubre las células vegetales. Está formada por celulosa y otras sustancias. Su función es la de proteger la célula vegetal de las alteraciones de la presión osmótica.CITOPLASMAHialoplasma: Es el citoplasma desprovisto de los orgánulos. Se trata de un medio de reacción en el que se realizan importantes reacciones celulares, por ejemplo: la síntesis de proteínas y la glicolisis. Contiene los microtúbulos y microfilamentos que forman el esqueleto celular.Retículo endoplasmático: Red de membranas intracitoplasmática que separan compartimen-tos en el citoplasma. Ahí dos clases: granular y liso. Sus funciones son: síntesis de oligosacáridos y maduración y transporte de glicoproteínas y proteínas de membrana.Ribosomas: Pequeños gránulos presentes en el citoplasma, también adheridos al retículo endoplasmático granular. Intervienen en los procesos de síntesis de proteínas en el hialoplasma.Aparato de Golgi: Sistema de membranas similar, en cierto modo, al retículo pero sin ribosomas. Sirve para sintetizar, transportar y empaquetar determinadas sustancias elaboradas por la célula y destinadas a ser almacenadas o a la exportación.Lisosomas: Vesículas que contienen enzimas digestivas. Intervienen en los procesos de degradación de sustancias.Vacuolas: Estructuras en forma de grandes vesículas. Almacenamiento de sustancias.Mitocondrias: En ellas se extrae la energía química contenida en las sustancias orgánicas (ciclo de Krebs y cadena respiratoria).Centrosoma: Interviene en los procesos de división celular y en el movimiento celular por cilios y flagelos.Plastos: Orgánulos característicos de las células vegetales. En los cloroplastos se realiza la fotosíntesis.NÚCLEO Contiene la información celular.Nucleoplasma: En él se realizan las funciones de replicación y transcripción de la información celular. Esto es, la síntesis de ADN y ARN.Nucléolo: Síntesis del ARN de los ribosomas.Envoltura nuclear: Por sus poros se realizan los intercambios de sustancias entre el núcleo y el hialoplasma.Descubrimiento de la célulaLa teoría celular dice que: "todos los organismos vivos están compuestos de una o más células" y que éstas son las unidades más pequeñas que pueden llamarse vivas.En 1590 los hermanos Hans y Zacarías Hanssen (holandeses), conectaron dos lentes mediante un tubo, creando el primer microscopio. En 1665 el inglés Robert Hooke observó con un primitivo microscopio, láminas muy finas de corcho.
Presentó las láminas dibujadas a la Real Sociedad de Londres, describió lo observado con las siguientes palabras: “el corcho está formado por celdas no muy profundas, que consisten en pequeñas cajas” Utilizó el término celda porque los compartimentos que vio en el corcho le recordaron pequeños cuartos, estos compartimentos en el corcho estaban vacíos.En 1675, Antonie van Leeuwenhoek (holandés) descubrió "animales microscópicos" en el agua estancada.Postulados de la teoría celularLos postulados de la teoría celular de nuestra época incluyen las ideas expuestas por los mencionados investigadores:1. Todos los seres vivos están compuestos de células y productos celulares.2. Sólo se forman células nuevas a partir de células preexistentes.3. Todas las células actuales son descendientes de células ancestrales.Concepto actual de célulaLa célula es la unidad más pequeña de materia viva, capaz de llevar a cabo todas las actividades necesarias para el mantenimiento de la vida. Tiene todos los componentes físicos y químicos necesarios para su propio mantenimiento, crecimiento y reproducción.