Imagen y Pedagogía

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domingo, 13 de octubre de 2013

Bioenergética

Energía 

Es la capacidad de realizar un trabajo. A pesar que existen varias formas de energía: química, luminosa, mecánica, etc. , solo hay dos tipos básicos:



Potencial: es la capacidad de realizar trabajo como resultado de su estado o posición. Puede estar en los enlace químicos, en un gradiente de concentración, en un potencial eléctrico, etc.


Cinética: es la energía del movimiento, puede existir en forma de calor, luz, etc.
En términos bioquímicos, representa la capacidad de cambio, ya que la vida depende de de que la energía pueda ser transformada de una forma a otra, cuyo estudio es la base de la termodinámica. Sus leyes son aplicables a los sistemas cerrados o aislados, es decir aquellos que no intercambian energía con el medio que los rodea; las células son sistemas abiertos, o sea pequeñas partes de un sistema cerrado mayor. Las leyes de la termodinámica expresan:


1º Ley: en un sistema aislado la energía no se crea ni se destruye, puede ser transformada de una forma en otra.

2º Ley: no toda la energía puede ser usada y el desorden tiende a aumentar, lo que se conoce como entropía.

Metabolismo

Cada célula desarrolla miles de reacciones químicas que pueden ser exergónicas (con liberación de energía) o endergónicas (con consumo de energía), que en su conjunto constituyen el METABOLISMO CELULAR. Si las reacciones químicas dentro de una célula están regidas por las mismas leyes  termodinámicas ... entonces cómo se desarrollan las vías metabólicas?
1. Las células asocian las reacciones: las reacciones endergónicas se llevan a cabo con la energía liberada por las reacciones exergónicas.
2.  Las células sintetizan moléculas portadoras de energía que son capaces de capturar la energía de las reacciones exergónicas y las llevan a las reacciones endergónicas.
3. Las células regulan las reacciones químicas por medio de catalizadores biológicos: ENZIMAS.

Las células acostumbran a guardar la energía necesaria para sus reacciones en ciertas moléculas, la principal es el: ATP, trifosfato de adenosina. Las células lo usan para capturar, transferir y almacenar energía libre necesaria para realizar el trabajo químico. Funciona como una MONEDA ENERGÉTICA.


La función del ATP es suministrar energía hidrolizándose a ADP y Pi. Esta energía puede usarse para:

obtener energía química: por ejemplo para la síntesis de macromoléculas;

transporte a través de las membranas

trabajo mecánico: por ejemplo la contracción muscular, movimiento de cilios y flagelos, movimiento de los cromosomas, etc.
Estructura del ATP: es un nucleótido compuesto por la adenina (base nitrogenada), un azúcar (ribosa) y tres grupos fosfato.

Metabolismo

http://www.biologia.edu.ar/metabolismo/

sábado, 21 de septiembre de 2013

Células Procariotas y Eucariotas




LA CÉLULA PROCARIOTA

Se llama procariota (del griego πρό, pro = antes de y κάρυον, karion = núcleo) a las células sin núcleo celular diferenciado, es decir, cuyo ADN se encuentra disperso en el citoplasma. Las células que sí tienen un núcleo dentro del citoplasma se llaman eucariotas. Las formas de vida más conocidas y complejas, las que forman el imperio o dominio Eukarya, son eucarióticas.

Casi sin excepción los organismos basados en células procariotas son unicelulares, formados por una sola célula. Además, el término procariota hace referencia a los organismos del imperio Prokaryota, cuyo concepto coincide con el reino
Monera de las clasificaciones de Copeland o Whittaker que, aunque obsoletas, son aún muy populares. Se reparten entre los dominios Bacteria y Archaea.

Por otra parte, otro autor nos dice que las células procariotas como indica su nombre no presentan en su interior un núcleo celular diferenciado, y por lo tanto su material hereditario (ADN genómico) no se encuentra confinado dentro de un compartimiento a ex profeso limitado por membranas, sino que se halla libremente contenido en el citoplasma celular. Procarionte es a veces utilizado como sinónimo de procariota.
La organización celular procariota es la que caracteriza a los organismos que componen los dominios de Woose: Eubacteria y Archea (las llamadas antiguas arqueobacterias).

En la antigua clasificación de los cinco reinos, (Copeland o Whittaker) estos dos dominios constituían el reino Monera. Casi sin excepción los organismos basados en células procariotas son unicelulares, formados por una sola célula.

Evolución
No está aceptado que las células procariotas del dominio Archaea fueron las primeras células vivas, aunque se conocen fósiles de hace 3500 millones de años. Después de su aparición, han sufrido una gran diversificación. Su metabolismo es lo que más diverge, y causa que algunas procariotas sean muy diferentes a otras.
Se cree que todos los organismos que existen actualmente derivan de una forma unicelular procariótica. A lo largo de un lento proceso evolutivo, hace unos 1500 millones de años, las
procariotas derivaron en células más complejas, las eucariotas, probablemente por la combinación en una sola célula de dos o más procarióticas,


Entre las características estructurales y de funcionamiento que diferencia a las células procariotas de las eucariotas se pueden señalar:

.- Tienen diversidad de formas celulares. Tipo vibrion, coco, bacilo, en
espiral. El tamaño típico de una bacteria es de unas 2 micras.

.- En bacterias el material genético, el ADN genómico, es generalmente una molécula de ADN circular, que se encuentra empaquetado en interior de la célula en una estructura compacta y característica cuando se observa al microscopio electrónico denominada nucleoide. A diferencia del núcleo de la célula eucariota, el nucleoide bacteriano no está rodeado de una membrana nuclear o envuelta nuclear.

Diversidad bioquímica y metabólica

El
metabolismo de los procariotas es enormemente variado, a diferencia de los eucariotas, y muchos resisten condiciones ambientales sorprendentes por lo extremas en parámetros como la temperatura o la acidez.

Cuando se considera la diversidad de los metabolismos, se observa que en toda su extensión es propia de los procariontes, y que la diversidad metabólica de los eucariontes es sólo un subconjunto de la anterior. Si en eucariontes encontramos diferencias metabólicas importantes, como la que distingue a los fotoautótrofos de los heterótrofos, o la que hay entre anaerobios y aerobios, es solamente porque portan distintos orgánulos de origen
endosimbiosis, como plastos, mitocondrias o hidrogenosomas, procedentes de distintos procariontes.
Son células sin núcleo. La zona de la célula donde está el ADN no está limitada por membrana alguna. Actualmente están divididas en dos grupos:

• Eubacterias, que poseen paredes celulares formadas por peptidoglicano o por mureína. Incluye a la mayoría de las bacterias y también a las cianobacterias.

• Arqueobacterias, que utilizan otras sustancias para constituir sus paredes celulares. Son todas aquellas características que habitan en condiciones extremas como manantiales sulfurosos calientes o aguas de salinidad muy elevada.

.- Las células procariotas carecen de orgánulos membranosos en el citoplasma celular (sistema de endomembranas, (SE), por lo que el citoplasma forma pues el único compartimiento celular. Esto permite que la transcripción y la traducción del mensaje genético ocurran simultáneamente la célula procariota.

.- El citoplasma procariote no contiene orgánulos reconocibles, salvo en algunas bacterias granos de reserva, de composición variada y agregados moleculares, visibles sólo con las mayores ampliaciones del microscopio electrónico, como ribosomas.

.- Según la composición de la pared celular, en las eubacterias se pueden distinguir dos tipos de bacterias GRAM- y GRAM +. Ambas tienen un sáculo de peptidoglicano, que las proporciona consistencia y da forma a la célula, pero las bacterias GRAM- tienen además una membrana exterior (con una composición química distinta que la membrana la interior con lipopolisacáridos y lipoproteínas que constituyen el lipopolisacarido, LPS) separada de la interior por un espacio periplasmático o periplasma.

.- Los ribosomas procariotas son 70S, compuesto de una subunidad mayor 50S y una subunidad menor 30S. Los ribosomas de las células eucariotas son más grandes 80S, la subunidad mayor 60S y la menor 40S.

.- Las células procariotas pueden presentar varios apéndices para el movimiento: flagelos y de adhesión celular: pilis, fimbrias, no presentes en las células eucariotas y cuya organización estructural es diferente de los apéndices del movimiento de las células eucariotas: cilios y flagelos. Así, mientras que los flagelos bacterianos son construidos con una única proteína, la Flagelina; los apéndices de de motilidad de los eucariotas tienen el característico juego de "9+2" de microtubulos, constituidos de Tubulinas (alfa y beta). Por otra parte, mientras que el movimiento de un flagelo requiere de un motor flagelar (un pequeño-nanométrico- motor rotatorio eléctrico situado en la base del flagelo bacteriano), el movimiento de los cilios y flagelos eucarióticos depende de la acción de proteínas con función motora como Dineínas que median el movimiento de esos apéndides al provocar el desliamiento de unos filamentos (compuestos de microtúbulos) sobre otros.

.- Las células procariotes se alimentan universalmente por absorción de los nutrientes sin tener en general la capacidad de ingerir o internalizar partículas u otras células por endocitosis, proceso este característico de las células eucariotas.

.- Los procariotas muestran un metabolismo enormemente variado, a diferencia de los eucariotas, y son encontrados en condiciones ambientales extremas de temperatura, salinidad, acidez o alcalinidad (principalmente microbios que pertenecen al dominio Archaea).


LAS CÉLULAS EUCARIOTAS

Las células eucariotas son por lo general más grandes que las células procariotas. Tan pequeñas como un levadura (10 micras) o tan grandes como algunas neuronas (metros). La diversidad de formas es también muy grande. A diferencia de las células procariotas, el material genético en las células eucariotas está confinado en un núcleo, rodeado de una envoltura nuclear de dos membranas, por lo que los procesos de transcripción y traducción de la información genética portada por el ADN genómico ocurren separadamente, el primero en el núcleo y el segundo en el citoplasma.

Las células eucariotas tienen además un sistema de membranas interno que incrementa notablemente la superficie de membranas del interior del citoplasma, produciendo un incremento en la compartimentalización del mismo, esencial para obtener un aumento notable en los procesos biológicos (e.g. reacciones metabólicas) que pueden tener lugar tanto en las membranas como en la luz de esos compartimentos.

En tal sentido, se denomina eucariotas a todas las
células que tienen su material hereditario fundamental (su información genética) encerrado dentro de una doble membrana, la envoltura nuclear, que delimita un núcleo celular. Igualmente estas células vienen a ser microscópicas pero de tamaño grande y variado comparado con las otras células.
La alternativa a la organización eucariótica de la célula la ofrece la llamada célula
procariota. En estas células el material hereditario se encuentra dentro de diferentes compartimientos llamados organelos, en el seno del citoplasma. Las células eucariotas no cuentan con un compartimiento alrededor de la membrana plasmática (periplasma), como el que tienen las células procariotas. A los organismos formados por células eucariotas se les denomina eucariontes.

Organización
A diferencia de las células procariotas, las células eucariotas presentan un
citoplasma muy compartimentado, con orgánulos (membranosos) separados o interconectados, limitados por membranas biológicas que son de la misma naturaleza esencial que la membrana plasmática. El núcleo es solamente el más notable y característico de los compartimentos en que se divide el protoplasma, es decir, la parte activa de la célula. En el protoplasma distinguimos tres componentes principales, a saber, la membrana plasmática, el núcleo y el citoplasma, constituido por todo lo demás. Las células eucariotas están dotadas en su citoplasma de un citoesqueleto complejo, muy estructurado y dinámico, formado por microtúbulos y diversos filamentos proteicos. Además puede haber pared celular, que es lo típico de plantas, hongos y protistas pluricelulares, o algún otro tipo de recubrimiento externo al protoplasma.

Fisiología
Las células eucariotas contienen en principio
mitocondrias, orgánulos que habrían adquirido por endosimbiosis de ciertas bacterias primitivas, lo que les dota de la capacidad de desarrollar un metabolismo aerobio. Sin embargo en algunos eucariotas del reino protistas las mitocondrias han desaparecido secundariamente en el curso de la evolución, en general derivando a otros orgánulos, como los hidrogenosomas.
Algunos eucariontes realizan la fotosíntesis, gracias a la presencia en su citoplasma de orgánulos llamados plastos, los cuales derivan por endosimbiosis de bacterias del grupo denominado cianobacterias (algas azules).

Aunque demuestran una diversidad increíble en su forma, comparten las características fundamentales de su organización celular, arriba resumidas, y una gran homogeneidad en lo relativo a su
bioquímica (composición), y metabolismo, que contrasta con la inmensa heterogeneidad que en este terreno presentan los procariontes (bacteria, en sentido amplio).

No presentan un núcleo definido.
El material genético lo constituye una gran molécula de ADN.
Presenta membrana celular redondeada por una pared celular externa.
Presenta ribosomas.
Comprende las bacterias y las algas verde azules.
Pueden existir sin oxigeno.
Se producen por bipartición.
En su mayoría son heterótrofos.
Presentan un núcleo definido.
El material genético esta constituido por el ADN asociado con proteínas en estructuras más complejas llamadas cromosomas.
Pueden presentar pared celular como en los vegetales y carecer de ella como en los animales.
Son aeróbicos.
Se reproducen por mitosis y meiosis.
Son autótrofos y heterótrofos.

jueves, 29 de agosto de 2013

Reflexión


Volvox


IMPORTANCIA DE LA BIOLOGIA


Todos los campos de la Biología implican una gran importancia para el bienestar de la especie humana y de las otras especies vivientes.

El conocimiento de la variedad de la vida, su explotación y conservación es de gran importancia en nuestro diario vivir. ¿Usted se ha enfermado? Bien, todos hemos enfermado alguna vez, y para que el médico pudiera obtener un diagnóstico correcto de nuestra enfermedad, él tuvo que conocer las funciones orgánicas normales, o sea, las funciones que consideramos dentro de los parámetros homeostáticos. Este estado normal y el estado anormal son analizados, precisamente, por la Biología.

El estudio del origen de las enfermedades es también responsabilidad de la Biología, por ejemplo la etiología del cáncer, las infecciones, los problemas funcionales, etc.

La biología también estudia el comportamiento de las plagas que afectan directa o indirectamente a los seres vivientes -especialmente a los seres vivientes de los cuales se sirven los seres humanos- para encontrar medios para combatirlas sin dañar a otras especies o al medio ambiente.

Los recursos alimenticios y su calidad, los factores que causan las enfermedades, las plagas, la explotación sostenible de los recursos naturales, el mejoramiento de las especies productivas, el descubrimiento y la producción de medicinas, el estudio de las funciones de los seres vivientes, la herencia, etc., son campos de investigación en Biología.

El estudio de los alimentos que consumimos, de los materiales producidos por los organismos vivientes, de los organismos y de los procesos implicados en la producción de las substancias nutritivas corren a cargo de la Biología. Además, por medio de la Biotecnología, los Biólogos buscamos métodos para hacer que los productores sean más eficientes en la elaboración de alimentos y de otros de nuestros suministros.

La Biología estudia también los factores de entorno que rodean a los seres vivientes; y por medio de la rama conservacionista/ambientalista busca maneras más efectivas para reducir los inconvenientes del ambiente preservando así la existencia de todos los seres vivientes que habitan el planeta.

jueves, 14 de marzo de 2013

Logros Académicos 2013, Fase Regional Olimpiada de Biología


 
Ganadores en la XXIII Olimpiada Regional de Biología 2013....Primeros y Segundos lugares....Felicidades por tan valioso logro. Buen equipo.

domingo, 24 de febrero de 2013

Aplicaciones biotecnológicas

http://www.inti.gob.ar/biotecnologia/pdf/Aplicaciones-Biotecnologia.pdf

¿Qué es la biotecnología?

http://www.centrobiotecnologia.cl/index.php/que-es-la-biotecnologia

Principales aplicaciones de la biotecnología

 

El cultivo de tejidos vegetales (a la derecha) se considera una tecnología importante para los países en desarrollo con vistas a la producción de material vegetal de gran calidad y libre de enfermedades. En aplicaciones comerciales como la floricultura genera también un empleo muy necesario, sobre todo para las mujeres.
La tecnología del ADN comprende el aislamiento, amplificación, modificación y recombinación del ADN; la ingeniería genética para obtener organismos modificados genéticamente (OMG); el uso de marcadores y de sondas en la cartografía genética y la genómica funcional y estructural; así como la identificación inequívoca de genotipos por medio de la caracterización del ADN.
Los estuches de diagnóstico derivados de productos de la biotecnología (anticuerpos monoclonales, antígenos recombinantes) constituyen aplicaciones agrícolas modernas muy importantes para la identificación de patógenos de las plantas y los animales, con repercusiones económicas para los programas de vigilancia y lucha contra los patógenos.
Aplicaciones agroindustriales - Hay posibilidades sin aprovechar de aumentar el empleo y añadir valor a los productos agropecuarios por medio de la agroindustria, la diversificación y la utilización alternativa de materias primas (por ejemplo, el uso de aceites vegetales como biocombustibles).

martes, 9 de octubre de 2012

El VIH más visible; más vulnerable…

Seguro que estarán de acuerdo conmigo que más que mantener a un “bicho” a raya, crónico, lo deseable sería eliminarlo completamente, ¿verdad? Pues bien, un hilo de luz, en este sentido, sobrevuela una de las plagas con mayor calado emocional de finales del siglo XX y lo que llevamos del XXI: el Sida.

Uno de los problemas más serios a la hora de considerar las terapias antirretrovirales contra el VIH, el virus del Sida, es la capacidad que tiene el patógeno de permanecer en latencia, en silencio, en el interior de algunas células…
La latencia proviral –el virus permanece en silencio, que no silenciado- impide la lucha final efectiva contra el VIH. Indudablemente, conseguir la expresión –o reexpresión- de los genes de este lentivirus dentro de los linfocitos T CD4 –encargados de regular la respuesta inmune específica- representa una estrategia decisiva para la erradicación definitiva del patógeno del interior de un paciente. En este sentido, un grupo de investigadores de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y los laboratorios Merck, entre otras instituciones estadounidenses, acaban de publicar en Nature cómo un inhibidor de la enzima histona deacetilasa conocido como Vorinostat (VOR) ha sido capaz de revertir el estado de latencia del VIH en pacientes que estaban sometidos a terapia antirretroviral. Previamente se había conseguido en estudios in vitro, en cultivos celulares, pero con este nuevo ensayo sobre pacientes infectados se abre un camino ancho en la posible terapia definitiva contra el Sida.
En el ensayo se aislaron los linfocitos CD4 de pacientes cuya viremia había sido totalmente suprimida con terapia estándar antirretroviral, estudiándose el efecto del VOR sobre la latencia del virus en estas células –reservorio viral-. En cada uno de los ocho pacientes estudiados, una dosis simple del fármaco aumentó la expresión del ARN del VIH cerca de cinco veces, haciéndolo visible y, por ello, susceptible de ser abordado por las terapias antirretrovirales.

Por supuesto, los científicos no quieren hablar del traslado a una terapia rutinaria en un plazo de tiempo corto, pero sí apuntan que estamos ante un primer paso –de gigante- al probar que estos inhibidores enzimáticos como el VOR, cuyo nombre técnico es Ácido Hidroxámico Suberoilanilida, son efectivos en clínica y permiten hacer visible a un virus escurridizo.
Lógicamente, quedan muchas incógnitas y retos por superar, como por ejemplo intentar llegar hasta el virus no solo en los linfocitos T CD4, sino en todos y cada uno de sus reservorios o nichos de infección, como el propio sistema nervioso central. Pero vamos por el buen camino…
 
 

Cordón umbilical con células madre


Metabolismo de los alimentos

Hidratos de carbono
Tras la digestión intestinal por acción enzimática, los carbohidratos se absorben como monosacáridos, donde la glucosa representa el componente energético más importante para los animales. Cuando el organismo necesita energía, la glucosa sufre un rápido catabolismo donde se oxida dando dióxido de carbono y agua como desechos. La glucosa se almacena en los vegetales en forma de almidón como reserva energética, y en los animales lo hace como glucógeno que se deposita en el hígado. El exceso de hidratos de carbono se transforma en grasa.

Lípidos
El producto de la digestión de los lípidos es el glicerol y los ácidos grasos, que más tarde se convierten en triglicéridos, fosfolípidos y colesterol. Las grasas son importantes en la constitución de las membranas celulares, como fuente energética y en la absorción de las vitaminas liposolubles como la A, D, E y K. Se almacenan en células especiales, los adipocitos, que forman parte del tejido adiposo. El catabolismo de los lípidos produce compuestos de carbono que al degradarse forman dióxido de carbono y agua, igual que los carbohidratos.

Proteínas
Los aminoácidos son los productos de la digestión de las proteínas por acción de las enzimas digestivas. Los aminoácidos son muy importantes para el anabolismo de las células, ya que se transforman en proteínas que cumplen diversas funciones. Además de formar una parte importante desde el punto de vista estructural, las proteínas se comportan como hormonas, enzimas y anticuerpos. El catabolismo de los aminoácidos que no son utilizados por el organismo sigue dos rutas. Una de ellas tiene por objetivo desprenderse del nitrógeno que forma parte de sus moléculas, para unirse al dióxido de carbono y al agua y formar urea, amonio y ácido úrico que serán excretados vía renal. Luego de este proceso, llamado desaminación, el resto de los aminoácidos son nuevamente catabolizados dando dióxido de carbono y agua como sustancias de desecho.