BIOLOGÍA
,
, TEMA 1: ORÍGENES DE LA CÉLULA Y METABOLISMO
INTRODUCCIÓN
PRIMER SALTO EVOLUTIVO
• Según Oparin, una “sopa inorgánica” primitiva sería el origen de la vida en la Tierra.
• Creación de la vida: aparición de moléculas capaces de autoperpetuarse.
• Biomolécula precursora de la vida: ARN. Estructura simple, puede tener actividad enzimática, y
tiene capacidad de autoperpetuarse.
• Experimento de Miller: trata de reproducir la sopa de Oparin en el laboratorio para determinar
si las biomoléculas podían tener un origen abiogénico. Se obtienen esencialmente aa.
SEGUNDO SALTO EVOLUTIVO
• No se puede asegurar que se sintetizaran precursores de moléculas autoreplicantes.
• Para que esas moléculas llegaran a funcionar es necesario que en algún momento se rodearan
de una membrana plasmática.
• Coacervados: moléculas orgánicas que se agrupan, hecho que facilita la aparición de procesos
bioquímicos conjuntos.
- Pueden ser los precursores de los protobiontes: biomoléculas atrapadas en el interior de
membranas hechas por fosfolípidos o moléculas similares.
TERCER SALTO EVOLUTIVO
• Hipótesis: los primeros eucariotas evolucionaron de la colaboración entre un archea y una bacteria.
• Origen mitocondrias y cloroplastos: evolucionaron a partir de procariotas engullidos que
anteriormente vivían independientes.
LAS CÉLULAS
• Unidad fundamental de la vida.
• Estructura más simple capaz de realizar por sí sola las 3 funciones vitales: nutrición, relación y
reproducción.
• Constituida por una membrana plasmática que contiene en su interior todos lo elementos necesarios.
• Objetivo: perpetuarse en el tiempo mediante la división celular.
• Replicación: permite la diversificación genética aumentando la capacidad de adaptarse a los distintos
medios de la naturaleza.
, COMPONENTES
• Citoplasma: componente líquido dentro de la mb que alberga elementos funcionales y estructurales.
• Ácidos nucleicos: expresan la información genética de una célula.
- ADN: información necesaria para construir y mantener la célula.
- ARN: funciones relacionadas con la expresión de la información almacenada en el ADN.
• Proteínas: funciones catalíticas y estructurales.
• Carbohidratos: energía inmediata para (simples) o almacén (complejos). Reconocimiento celular.
• Lípidos: componentes de las membranas, almacenamiento de energía y transmisión de señales
dentro de las células y del torrente sanguíneo al interior de la célula.
• Orgánulos: estructuras con mb propia que realizan funciones específicas.
TIPOS DE CÉLULAS
• Procariotas: el ADN no se separa del citoplasma. Células individuales: bacterias y archaea.
• Eucariotas: ADN en el núcleo. Puede ser unicelular (amebas) o multicelular (plantas y animales).
ORIGEN DE LAS CÉLULAS
• Todos los organismos que existen hoy en día se originaron a partir de una única célula.
• Esta célula eran pequeñas moléculas orgánicas y ARN con funciones informativas y catalíticas. Con
el tiempo ha evolucionado a ADN (información) y proteínas (función catalítica).
• Algunas células engullían objetos, dando lugar a orgánulos: mitocondrias y cloroplastos.
- Conservan su propio genoma circular.
- Su genoma se replica de forma autónoma.
- Doble mb: porque eran procariotas que fueron engullidos: teoría endosimbiótica.
CÉLULAS EUCARIOTAS
ORGÁNULOS
• Orgánulos: sirven para desarrollar funciones distintas dentro de cada célula.
• Mitocondrias, cloroplastos, retículo endoplasmático, aparato de Golgi y lisosomas.
• Todos ellos rodeados por una mb (bicapa lipídica similar a la mb celular).
- Permite que las reacciones bioquímicas ocurran dentro de los orgánulos.
, NÚCLEO
• Contiene el ADN y es el lugar donde se inicia su interpretación.
• ADN: contiene la información necesaria para construir proteínas celulares.
• Envoltura nuclear: para separar el ADN. Tiene poros para la entrada y salida selectiva de moléculas
como el ARN.
- Proporciona control de regulación sobre la producción de proteínas y ARN.
• En procariotas, el ADN se distribuye libremente en el ctp, lo que permite a las células responder
rápidamente.
ENERGIA: MITOCONDRIAS
• Mitocondrias: centrales de energía.
• Capacitan a los eucariotas para hacer un uso más eficiente de los recursos alimenticios.
• Emplean el metabolismo oxidativo para convertir el alimento en energía.
• Las células con altas necesidades de energía tienen + mitocondrias para suplir esos requerimientos.
ENERGÍA Y FUNCIONES DE LA CÉLULA
CONVERSIÓN DE NUTRIENTES EN ENERGÍA
• Las células obtienen la energía de las moléculas alimenticias y de la luz solar.
• Moléculas complejas (azúcares, grasas y proteínas): ricas fuentes de energía porque la energía se
almacena en los enlaces que las mantienen unidas.
• Las células liberan la energía almacenada en las moléculas mediante reacciones de oxidación.
• Las células convierten la energía en ATP y NAPH para ser empleada en el metabolismo.
VÍAS ESPECÍFICAS DE LAS CELULAS
• En eucariotas: proceso llamado respiración.
- 1º paso: glucolisis. La glucosa se transforma en 2 pyr + 2ATP (se consumen 2 y se generan 4)
+ 2NADPH. En el citoplasma.
- En ausencia de O2, el pyr realiza la fermentación. No se puede oxidar completamente a CO2.
- En presencia de O2, el pyr entra a la mitocondria para convertirse en Acetil CoA, liberando 1
NADPH. El Acetil CoA va al ciclo del ácido cítrico. Se generan 3NADPH + GTP + FADH2.
- 3º paso: fosforilación oxidativa, en la cadena de transporte de electrones. Se generan 3ATP. En
la mb mitocondrial.
, ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA
• Energía abundante = los polisacáridos y lípidos se mantienen en depósitos dentro de las células.
• Los glúcidos se almacenan en forma de glucógeno.
• Las células vegetales producen almidón en lugar de glucógeno.
• Otra forma de almacenar energía: desviar la glucosa a las vías de síntesis de grasa.
CÉLULAS FOTOSINTÉTICAS
FOTOSINTESIS
• Consiste en convertir la energía solar en macromoléculas que contienen energía.
• Las células emplean en CO2 + energía solar para producir azúcar + O2.
- Azúcar + O2 Mediante procesos de respiración ATP.
• Esencial para el ciclo del carbono.
CLOROPLASTOS
• Donde se realiza la fotosíntesis. Contienen la clorofila: pigmento que absorbe la energía de la luz.
- Rodeados por una doble mb.
- Tercera mb interna (tilacoidal): apariencia de pilas de monedas. Donde se encuentra la clorofila.
ETAPAS
• Reacciones dependientes de la luz + reacciones independientes.
• Reacciones de la fase lumínica: en los tilacoides.
- Con la energía de la luz se descompone el agua produciendo O2 + 2H+ + 2e-.
- Los e- se desvían a la cadena de transporte de e-.
• Fase oscura: en el estroma del cloroplasto. El ATP y NADPH de la fase lumínica se emplea para
sintetizar G3P (un azúcar).
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, TEMA 1: ORÍGENES DE LA CÉLULA Y METABOLISMO
INTRODUCCIÓN
PRIMER SALTO EVOLUTIVO
• Según Oparin, una “sopa inorgánica” primitiva sería el origen de la vida en la Tierra.
• Creación de la vida: aparición de moléculas capaces de autoperpetuarse.
• Biomolécula precursora de la vida: ARN. Estructura simple, puede tener actividad enzimática, y
tiene capacidad de autoperpetuarse.
• Experimento de Miller: trata de reproducir la sopa de Oparin en el laboratorio para determinar
si las biomoléculas podían tener un origen abiogénico. Se obtienen esencialmente aa.
SEGUNDO SALTO EVOLUTIVO
• No se puede asegurar que se sintetizaran precursores de moléculas autoreplicantes.
• Para que esas moléculas llegaran a funcionar es necesario que en algún momento se rodearan
de una membrana plasmática.
• Coacervados: moléculas orgánicas que se agrupan, hecho que facilita la aparición de procesos
bioquímicos conjuntos.
- Pueden ser los precursores de los protobiontes: biomoléculas atrapadas en el interior de
membranas hechas por fosfolípidos o moléculas similares.
TERCER SALTO EVOLUTIVO
• Hipótesis: los primeros eucariotas evolucionaron de la colaboración entre un archea y una bacteria.
• Origen mitocondrias y cloroplastos: evolucionaron a partir de procariotas engullidos que
anteriormente vivían independientes.
LAS CÉLULAS
• Unidad fundamental de la vida.
• Estructura más simple capaz de realizar por sí sola las 3 funciones vitales: nutrición, relación y
reproducción.
• Constituida por una membrana plasmática que contiene en su interior todos lo elementos necesarios.
• Objetivo: perpetuarse en el tiempo mediante la división celular.
• Replicación: permite la diversificación genética aumentando la capacidad de adaptarse a los distintos
medios de la naturaleza.
, COMPONENTES
• Citoplasma: componente líquido dentro de la mb que alberga elementos funcionales y estructurales.
• Ácidos nucleicos: expresan la información genética de una célula.
- ADN: información necesaria para construir y mantener la célula.
- ARN: funciones relacionadas con la expresión de la información almacenada en el ADN.
• Proteínas: funciones catalíticas y estructurales.
• Carbohidratos: energía inmediata para (simples) o almacén (complejos). Reconocimiento celular.
• Lípidos: componentes de las membranas, almacenamiento de energía y transmisión de señales
dentro de las células y del torrente sanguíneo al interior de la célula.
• Orgánulos: estructuras con mb propia que realizan funciones específicas.
TIPOS DE CÉLULAS
• Procariotas: el ADN no se separa del citoplasma. Células individuales: bacterias y archaea.
• Eucariotas: ADN en el núcleo. Puede ser unicelular (amebas) o multicelular (plantas y animales).
ORIGEN DE LAS CÉLULAS
• Todos los organismos que existen hoy en día se originaron a partir de una única célula.
• Esta célula eran pequeñas moléculas orgánicas y ARN con funciones informativas y catalíticas. Con
el tiempo ha evolucionado a ADN (información) y proteínas (función catalítica).
• Algunas células engullían objetos, dando lugar a orgánulos: mitocondrias y cloroplastos.
- Conservan su propio genoma circular.
- Su genoma se replica de forma autónoma.
- Doble mb: porque eran procariotas que fueron engullidos: teoría endosimbiótica.
CÉLULAS EUCARIOTAS
ORGÁNULOS
• Orgánulos: sirven para desarrollar funciones distintas dentro de cada célula.
• Mitocondrias, cloroplastos, retículo endoplasmático, aparato de Golgi y lisosomas.
• Todos ellos rodeados por una mb (bicapa lipídica similar a la mb celular).
- Permite que las reacciones bioquímicas ocurran dentro de los orgánulos.
, NÚCLEO
• Contiene el ADN y es el lugar donde se inicia su interpretación.
• ADN: contiene la información necesaria para construir proteínas celulares.
• Envoltura nuclear: para separar el ADN. Tiene poros para la entrada y salida selectiva de moléculas
como el ARN.
- Proporciona control de regulación sobre la producción de proteínas y ARN.
• En procariotas, el ADN se distribuye libremente en el ctp, lo que permite a las células responder
rápidamente.
ENERGIA: MITOCONDRIAS
• Mitocondrias: centrales de energía.
• Capacitan a los eucariotas para hacer un uso más eficiente de los recursos alimenticios.
• Emplean el metabolismo oxidativo para convertir el alimento en energía.
• Las células con altas necesidades de energía tienen + mitocondrias para suplir esos requerimientos.
ENERGÍA Y FUNCIONES DE LA CÉLULA
CONVERSIÓN DE NUTRIENTES EN ENERGÍA
• Las células obtienen la energía de las moléculas alimenticias y de la luz solar.
• Moléculas complejas (azúcares, grasas y proteínas): ricas fuentes de energía porque la energía se
almacena en los enlaces que las mantienen unidas.
• Las células liberan la energía almacenada en las moléculas mediante reacciones de oxidación.
• Las células convierten la energía en ATP y NAPH para ser empleada en el metabolismo.
VÍAS ESPECÍFICAS DE LAS CELULAS
• En eucariotas: proceso llamado respiración.
- 1º paso: glucolisis. La glucosa se transforma en 2 pyr + 2ATP (se consumen 2 y se generan 4)
+ 2NADPH. En el citoplasma.
- En ausencia de O2, el pyr realiza la fermentación. No se puede oxidar completamente a CO2.
- En presencia de O2, el pyr entra a la mitocondria para convertirse en Acetil CoA, liberando 1
NADPH. El Acetil CoA va al ciclo del ácido cítrico. Se generan 3NADPH + GTP + FADH2.
- 3º paso: fosforilación oxidativa, en la cadena de transporte de electrones. Se generan 3ATP. En
la mb mitocondrial.
, ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA
• Energía abundante = los polisacáridos y lípidos se mantienen en depósitos dentro de las células.
• Los glúcidos se almacenan en forma de glucógeno.
• Las células vegetales producen almidón en lugar de glucógeno.
• Otra forma de almacenar energía: desviar la glucosa a las vías de síntesis de grasa.
CÉLULAS FOTOSINTÉTICAS
FOTOSINTESIS
• Consiste en convertir la energía solar en macromoléculas que contienen energía.
• Las células emplean en CO2 + energía solar para producir azúcar + O2.
- Azúcar + O2 Mediante procesos de respiración ATP.
• Esencial para el ciclo del carbono.
CLOROPLASTOS
• Donde se realiza la fotosíntesis. Contienen la clorofila: pigmento que absorbe la energía de la luz.
- Rodeados por una doble mb.
- Tercera mb interna (tilacoidal): apariencia de pilas de monedas. Donde se encuentra la clorofila.
ETAPAS
• Reacciones dependientes de la luz + reacciones independientes.
• Reacciones de la fase lumínica: en los tilacoides.
- Con la energía de la luz se descompone el agua produciendo O2 + 2H+ + 2e-.
- Los e- se desvían a la cadena de transporte de e-.
• Fase oscura: en el estroma del cloroplasto. El ATP y NADPH de la fase lumínica se emplea para
sintetizar G3P (un azúcar).
