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CURSO PRE-FACULTATIVO 2012
CARRERAS DE
MEDICINA, ENFERMERIA, NUTRICION, FISIOTERAPIA,
LABORATORIO CLINICO, RADIOLOGIA,
FONOAUDIOLOGIA, TERAPIA OCUPACIONAL
REVISORES: Dra. Karina Chavaria Lopez
Dr. Marcelino Martin Mendoza Coronel
Dr. Freddy Tancara Vargas
BIOLOGIA 2012
CURSO PRE-FACULTATIVO 2012 BIOLOGIA
FACULTAD DE MEDICINA, ENFERMERIA, NUTRICION Y TECNOLOGIA MÉDICA 2
ÍNDICE
1. GENERALIDADES E IMPORTANCIA DE SU ESTUDIO………………………..7 DEFINICIÓN Y DIVISIÓN ............................................................................... 8 NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA VIDA ................................................ 9 2. SISTEMA CELULAR I ...................................................................................... 17 INTRODUCCION ......................................................................................... 17 CÉLULA ....................................................................................................... 17 HISTORIA .................................................................................................... 18 TAMAÑO, FORMA, NÚMERO Y COLOR DE LAS CELULAS ................... 20 FORMA DE LAS CÉLULAS ........................................................................ 21 COLOR DE LAS CÉLULAS ........................................................................ 23 DIFERENCIACIÓN CELULAR .................................................................... 23 COMPOSICIÓN QUÍMICA ........................................................................... 25 DIFERENCIA ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES ................... 26 DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS ....... 27 3. SISTEMA CELULAR II ..................................................................................... 29 MEMBRANA CELULAR ............................................................................. 29 COMPOSICIÓN MOLECULAR .................................................................. 29 DISPOSICIÓN DE LAS MOLÉCULAS EN LA MEMBRANA CELULAR 31 PROPIEDADES DE LA MEMBRANA CELULAR ..................................... 33 FLUIDEZ. ..................................................................................................... 33 PERMEABILIDAD. ...................................................................................... 34 MECANISMOS DE TRANSPORTE DE MOLÉCULAS PEQUEÑAS ...... 34 TRANSPORTE PASIVO ............................................................................. 34 DIFUSIÓN SIMPLE ....................................................................................... 34 DIFUSIÓN FACILITADA ............................................................................... 35 TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO ............................................................ 37 TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO ...................................................... 38 MECANISMOS DE TRANSPORTE DE MOLÉCULAS GRANDES ........ 39 FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR ......................................... 40 4. SISTEMA CELULAR III .................................................................................... 42 CITOPLASMA Y CITOSOL ........................................................................ 42 EL CITOSOL. ................................................................................................ 42 EL CITOESQUELETO. ................................................................................. 43 MICROTÚBULOS. ........................................................................................ 43 NÚCLEO ...................................................................................................... 44 MEMBRANA NUCLEAR ............................................................................. 45 NUCLEOLO. ................................................................................................ 45 POROS NUCLEARES. ............................................................................... 46 ORGANELOS .............................................................................................. 47 RIBOSOMAS ............................................................................................... 48 MOLÉCULAS RNAR. .................................................................................. 48
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SUBUNIDADES 60S Y 40S. .................................................................. 49 SÍNTESIS. PROTEICA ........................................................................... 49 CICLO PROTEICO .................................................................................. 50 LISOSOMAS ............................................................................................ 51 TAMAÑO. ................................................................................................. 52 ENZIMAS. ................................................................................................ 52 VACUOLAS ............................................................................................. 55 CENTRIOLO ............................................................................................ 56 CILIOS Y FLAGELOS ............................................................................. 57 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO ........................................................... 60 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO ......................................... 61 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO ................................................ 62 APARATO DE GOLGI ............................................................................ 62 MITOCONDRIA ........................................................................................ 65 MATRIZ .................................................................................................... 68 MEMBRANA INTERNA .......................................................................... 68 MEMBRANA EXTERNA ......................................................................... 68 ESPACIO INTERMEMBRANOSO ......................................................... 69 PEROXISOMAS ....................................................................................... 69 CUADRO RESUMEN .............................................................................. 70 5. FISIOLOGÍA CELULAR.................................................................................... 72 METABOLISMO DURANTE EL ESTADO DE ABSORCIÓN .............. 72 METABOLISMO CELULAR ................................................................... 73 CATABOLISMO DE LA GLUCOSA ...................................................... 75 GLUCOLISIS ........................................................................................... 75 PRIMERA FASE O INVERSIÓN DE ENERGÍA: .................................. 76 SEGUNDA FASE O GLUCÓLISIS EN LA MITOCONDRIA................ 77 DECARBOXILACION OXIDATIVA ........................................................ 78 CICLO DE KREBS O CICLO DEL ÁCIDO TRICARBOXÍLICO .......... 79 CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES ................................ 81 6. HISTOLOGÍA TEJIDO EPITELIAL Y CONECTIVO ......................................... 85 HISTOLOGÍA ........................................................................................... 85 MICROSCOPIO ÓPTICO ........................................................................ 85 PARTES DEL MICROSCOPIO ÓPTICO ............................................... 85 SISTEMA ÓPTICO .................................................................................. 86 SISTEMA LUMINOSO ............................................................................ 86 SISTEMA MECÁNICO ............................................................................ 87 CASOS DE LA FORMACIÓN DE LA IMAGEN .................................... 88 TIPOS DE MICROSCOPIO ...................................................................... 89 HISTOGÉNESIS ....................................................................................... 92 COMPLEJOS DE UNIÓN ........................................................................ 92 MEMBRANA BASAL ............................................................................... 96 TEJIDOS ................................................................................................... 97 CLASIFICACIÓN ...................................................................................... 98 TEJIDO EPITELIAL ................................................................................. 98
EPITELIO PLANO SIMPLE ....................................................................... 99 EPITELIO CÚBICO SIMPLE ................................................................... 100
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EPITELIO CILÍNDRICO SIMPLE ................................................................. 101 EPITELIO CILÍNDRICO SEUDO ESTRATIFICADO ................................... 102 EPITELIO PLANO ESTRATIFICADO ......................................................... 103 EPITELIO CÚBICO ESTRATIFICADO ........................................................ 104 EPITELIO CILÍNDRICO ESTRATIFICADO ................................................. 104 EPITELIO DE TRANSICIÓN ........................................................................ 104 GLÁNDULAS ............................................................................................... 105 GLÁNDULAS EXOCRINAS ........................................................................ 106 MECANISMO DE SECRECIÓN ................................................................... 106 CLASIFICACIÓN DE LAS GLÁNDULAS EXOCRINAS ............................. 107
TEJIDO CONECTIVO ................................................................................ 109 CÉLULAS DE TEJIDO CONECTIVO .......................................................... 110 MATRIZ EXTRACELULAR ......................................................................... 110 TIPOS DE TEJIDO CONECTIVO ................................................................ 111 TEJIDO DENSO REGULAR O MODELADO. ............................................. 112 OTROS TIPOS DE TEJIDO CONECTIVO. ................................................. 114
7. TEJIDO MUSCULAR ...................................................................................... 116 TEJIDO MUSCULAR .................................................................................. 116 DEFINICIÓN ................................................................................................ 116 CLASIFICACIÓN DEL TEJIDO MUSCULAR ........................................... 116 MUSCULO ESQUELÉTICO O ESTRIADO ............................................... 117 ESTRUCTURA DEL MÚSCULO ESTRIADO ............................................... 119
CONTRACCIÓN MUSCULAR ..................................................................... 122 TIPOS DE CONTRACCIÓN MUSCULAR ................................................... 123 ANEXOS A LOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS ........................................ 123
MUSCULO LISO ........................................................................................ 124 MUSCULO CARDIACO: MIOCARDIO ..................................................... 126 FUNCIÓN DEL TEJIDO MUSCULAR ...................................................... 126 TEJIDO NERVIOSO..................................................................................... 128 CÉLULA NERVIOSA O NEURONA ......................................................... 128 TIPOS DE NEURONAS ............................................................................. 130 NEUROGLIA O GLÍA ................................................................................. 131 REVESTIMIENTO DE LAS FIBRAS NERVIOSAS ................................. 133 GANGLIOS ................................................................................................. 134 8. SISTEMA TEGUMENTARIO .......................................................................... 137 GENERALIDADES ..................................................................................... 137 FUNCIONES DE LA PIEL ......................................................................... 138 HISTOLOGÍA DE LA PIEL ........................................................................ 139
EPIDERMIS ................................................................................................. 139 DERMIS. ...................................................................................................... 142 HIPODERMIS. ............................................................................................. 142
FANERAS Ó ANEXOS CUTÁNEOS ........................................................ 142 9. GENERALIDADES - SANGRE .................................................................... 155 COMPOSICIÓN DE LA SANGRE ............................................................ 155
GLÓBULOS ROJOS ................................................................................... 156 HEMOGLOBINA .......................................................................................... 158 GLÓBULOS BLANCOS .............................................................................. 158
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GRANULOCITOS O CÉLULAS POLIMORFONUCLEARES ...................... 160 AGRANULOCITOS O CÉLULAS MONOMORFONUCLEARES ................ 162 PLAQUETAS ............................................................................................... 163
PLASMA SANGUÍNEO .............................................................................. 164 CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS ............................................... 165 TIPOS DE SANGRE................................................................................... 166
GRUPO SANGUÍNEO ................................................................................. 166 IMPORTANCIA ............................................................................................ 167 CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA ABO ................................................. 168 COMPATIBILIDAD ...................................................................................... 169 FISIOLOGÍA DE LA SANGRE .................................................................... 170 HEMATOPOYESIS ...................................................................................... 171 HEMOGRAMA ............................................................................................. 171 HEMOSTASIA ............................................................................................. 172 VASOCONSTRICCIÓN REFLEJA .............................................................. 174 HEMOSTASIA PRIMARIA ........................................................................... 174 ADHESIÓN DE LAS PLAQUETAS ............................................................. 175 ACTIVACIÓN DE LAS PLAQUETAS .......................................................... 175 AGREGACIÓN DE LAS PLAQUETAS ....................................................... 176
10. GENÉTICA ................................................................................................... 178 DEFINICIÓN ............................................................................................... 178 LEYES DE MENDEL .................................................................................. 178 GEN Y GENOMA ........................................................................................ 180 INFORMACIÓN GENÉTICA ...................................................................... 180 CROMOSOMAS ......................................................................................... 181
CONSTITUCIÓN DE LOS CROMOSOMAS ................................................ 182 ÁCIDOS NUCLEICOS: DNA Y RNA ........................................................ 184 DOGMA CENTRAL DE BIOLOGIA MOLECULAR ................................. 187 DNA Y REPLICACIÓN............................................................................... 187 RNA Y TRANSCRIPCIÓN ......................................................................... 188 TRADUCCIÓN ............................................................................................. 190 CÓDIGO GENÉTICO ................................................................................. 191 DIVISIÓN CELULAR .................................................................................. 192 CICLO CELULAR Y REPRODUCTIVO .................................................... 192
INTERFASE ................................................................................................. 192 MITOSIS ...................................................................................................... 194 MEIOSIS ...................................................................................................... 196 PRIMERA DIVISIÓN MEIOTICA: ................................................................ 197
GAMETOGÉNESIS .................................................................................... 200 ESPERMATOGÉNESIS HUMANA .............................................................. 200 OVOGÉNESIS HUMANA ............................................................................ 201
CARIOTIPO ................................................................................................ 204 FORMA EN QUE SE REALIZA EL EXAMEN ............................................. 204
IDIOGRAMA ............................................................................................... 204 CARÁCTER NORMAL ................................................................................ 205
ALELOS ...................................................................................................... 206 DOMINANCIA .............................................................................................. 207
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GENOTIPO Y FENOTIPO......................................................................... 207 MUTACIONES ........................................................................................... 207 ALTERACIÓN DEL GENOTIPO .............................................................. 209 CLONACIÓN .............................................................................................. 212
PROCESO DE LA CLONACIÓN ................................................................ 213 CARACTERÍSTICAS DE LA CLONACIÓN ................................................ 213
11. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................... 215
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TEMA 1.
1. GENERALIDADES E IMPORTANCIA DE SU ESTUDIO
La Biología, (gr. bio = vida y logos = estudio o tratado), término introducido en
Alemania en 1800 y divulgado por el biólogo Jean Bautiste de Lamarck con
el objeto de reunir en ella las disciplinas que trataban las formas vivas de la
naturaleza, es una rama de las Ciencias Naturales que estudia las leyes de la
vida. Estudia a los organismos en su forma (morfología); en su función
(fisiología); factores hereditarios (genética); su clasificación (taxonomía); fósiles
(paleontología); también abarca la estructura general de los cuerpos (anatomía);
la estructura de las células (citología); de los tejidos humanos y animales
(histología) y de las plantas en general (botánica); y de los animales (zoología).
Incluye también una parte de la biología que estudia los seres vivientes al nivel de
sus moléculas, en este punto la biología se une con la química para entender la
bioquímica que le ayuda al estudio de las transformaciones y aprovechamiento
de las materias orgánicas e inorgánicas por los seres vivos.
En la unión de la biología con la física obtenemos la biofísica que aplica los
métodos y principios fundamentales de la física, el análisis de la estructura y
funciones de los seres vivos, tales como los fenómenos eléctricos que acompañan
al funcionamiento de los nervios y músculos sobre la mecánica de la visión y el
oído.
Los seres vivos obedecen un orden y clasificación al cual se conoce como
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taxonomía, mediante la paleontología se estudia restos de seres que en algún
momento vivieron.
Para poder conocer con mayor detalle la estructura de los cuerpos hacemos uso de
la anatomía, de la estructura celular se ocupa la citología, de los tejidos humanos
y animales se ocupa la histología, además la biología no solo esta abocada
al estudio de los seres humanos sino de los animales a través de la zoología y el
estudio de las plantas por medio de la botánica
1.1 DEFINICIÓN Y DIVISIÓN
La biología es la ciencia no exacta que estudia la vida, por tal es difícil definirla a
diferencia de las matemáticas o la química que estudian regalas
universales, la biología estudia los sistemas completamente determinados de
la vida tal como se presentan.
Esta ciencia puede ser dividida en una gran variedad de disciplinas o ramas
principales de las cuales podríamos mencionar las siguientes:
Botánica: Estudia las plantas.
Zoología: Estudia los animales.
Microbiología: Estudia los organismos microscópicos tales como: Bacterias,
hongos (hongos verdaderos y levaduras), protistas y virus (los virus no se
consideran organismos vivos).
Ecología. Estudia las relaciones e interacciones de los organismos con su medio
ambiente y con otros organismos.
Anatomía. Estudia las formas o estructura de los seres vivos.
Fisiología Estudia las funciones o procesos de los seres vivos.
Genética. Estudia la herencia y sus variaciones. Estudia cómo se transmiten los
genes y las características determinadas por éstos de una generación a otra.
Citología. Estudia las estructuras y funciones de la célula.
Histología. Estudia los tejidos.
Embriología. Estudia el crecimiento y desarrollo de un nuevo individuo dentro del
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útero Bioquímica. Rama de la biología y de la química que estudia la base
molecular de la vida.
Taxonomía. Rama de la biología que estudia la identificación de los
organismos y su clasificación.
1.2 NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA VIDA
Generalmente es más fácil reconocer la vida que definirla. Todo el mundo puede
reconocer que un gato es un ser vivo y que una roca no lo es. ¿Cuáles son entonces
las propiedades de un ser vivo que distinguen de otro no vivo?.
Las rocas muestran complejidad, están integradas por minerales de varias clases
dispersos en ellas. Sin embargo, su organización es simple si se contrasta con el
ser vivo. En el estudio de los seres vivos se puede identificar un aumento en el
patrón de complejidad cuando estudiamos los organismos vivos. Los organismos
tienen varios niveles de organización:
EL NIVEL QUÍMICO. Es el nivel más básico de organización. Este incluye a los
átomos y las moléculas. Un átomo, es la unidad más pequeña de un elemento
químico que posee las propiedades características de dicho elemento. Los
átomos se combinan químicamente para formar moléculas. Por ejemplo, dos
átomos de hidrógeno se combinan con un átomo de oxígeno para formar una
molécula de agua
EL NIVEL CELULAR. La vida evolucionó a partir de átomos y moléculas para
formar lo que se conoce como célula. En la célula, diversas moléculas se asocian
y forman compartimientos especializados conocidos como organelos. Célula, es la
unidad estructural y funcional de todo organismo vivo, o sea, es la parte más
sencilla de materia viva que puede llevar a cabo todas las actividades necesarias
para la vida. Hay organismos unicelulares y multicelulares:
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LOS UNICELULARES. Están compuestos por una sola célula, como las bacterias.
LOS MULTICELULARES. Tienen más de una célula, como los animales
LOS TEJIDOS. En algunos organismos multicelulares, las células con propiedades
semejantes se unen para formar tejidos (ejemplo: el tejido muscular, el nervioso en
animales).
LOS ÓRGANOS. A su vez, los tejidos están dispuestos en estructuras funcionales
llamadas órganos (ejemplo: el corazón, el hígado, etc.)
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LOS SISTEMAS. Cada grupo principal de funciones biológicas se ejerce por
un grupo coordinado de tejidos y órganos, llamados sistemas (ejemplo: el sistema
circulatorio, el sistema digestivo, etc.).
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LOS ORGANISMOS. Los sistemas funcionan juntos, de manera coordinada, con
gran precisión y componen el complejo organismo (multicelular como el hombre).
LA POBLACIÓN. A los organismos de la misma especie que viven en
determinada área geográfica al mismo tiempo se les conoce como población, y
un conjunto de diferentes poblaciones que viven en un área definida o
hábitat forman una comunidad. Una comunidad puede consistir de cientos de tipos
diferentes de organismos y de una u otra forma interactúan en diversas maneras.
Cuando una comunidad de organismos interactúan en determinado entorno físico
se forma lo que se conoce como un ecosistema. Todas las comunidades de
organismos vivientes en la Tierra son llamadas colectivamente como la biosfera.
1.3 ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS
Para facilitar el estudio de los seres vivos, los biólogos utilizan un sistema formal de
clasificación y denominación de los organismos. La taxonomía es la división de la
biología que estudia la identificación y clasificación de los organismos. Los
organismos se clasifican utilizando una serie jerárquica de categorías. Cada
categoría posee una serie de características comunes que permiten agrupar una
serie de organismos. La unidad básica es la especie. Las categorías principales
utilizadas en el sistema taxonómico son:
Reino. Los principales reinos son: El reino animal y vegetal
Filium. Es una categoría taxonómica de los seres vivos inferior a la de reino y
superior a la de clase. El filium puede dividirse a su vez en subfilium
Clase. Subdivisiones del Filium
Orden. Grupo de familias similares
Familia. Grupo de géneros similares
Género y Especie. Grupo de organismos con características estructurales y
funcionales similares. Estos organismos tienen un bagaje genético común. En la
naturaleza, los organismos de una misma especie solamente se aparean entre sí no
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con organismos de otra especie.
Los siguientes ejemplos ilustran el funcionamiento del sistema taxonómico;
podemos observar que las categorías pueden también subdividirse en unas
subcategorías (Ejemplo: el Filum se puede subdividir en Subfilum, la familia en
subfamilia, etc).
Las dos últimas clasificaciones género y especie, son utilizadas por el Sistema
Binominal de Nomenclatura para darle el nombre científico a los organismos. Este
sistema fue desarrollado por Carolus Linnaeus en 1753.
El nombre científico consiste en el género, comenzado con letra mayúscula y la
especie, en letras minúsculas y ambos nombres deben estar subrayados. La
nomenclatura se encarga de asignar nombres a los organismos; el mismo consiste
de un género y especie. Todos los organismos tienen un género y especie. Las
especies relacionadas se agrupan en un género
El hombre pertenece: Al reino animal; filum cordados; subfilum vertebrados; clase
mamíferos; orden primates; familia homínidos; genero Homo y especie sapiens.
Tradicionalmente, en la biología se ha utilizado un sistema taxonómico que consiste
en cinco reinos. Los últimos avances en la biología han llevado a muchos biólogos a
reestructurar el sistema de cinco reinos y reagrupar a los organismos en seis reinos
1.4 LOS REINOS
Desde la época de Aristóteles los organismos vivos se agrupaban en solo dos
reinos: Animal y Plantas. Dada la ambigüedad de algunos organismos unicelulares,
Ernst Haeckel (S. XIX) creó el tercer reino Protista, para incluir aquellos organismos
unicelulares con aspectos intermedios entre plantas y animales.
El cuarto reino establecido es Monera, que abarca bacterias y algas
verde-azuladas, la característica principal de este reino es la presencia de células
procariotas: sin núcleo celular definido ni organelas. Los organismos de los reinos
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Animal, Planta y Protistas están formados por células eucariotas, es decir con
núcleo rodeado por membranas y orgánulos celulares.
R. H. Whittaker en 1969 separó a todos los hongos de las plantas en el quinto reino:
Fungi, poseen células eucarióticas, tienen núcleos y paredes celulares pero
carecen de pigmentos fotosintéticos.
En 1978 Whittaker y Margulis conservaron estos mismos 5 reinos pero incluyeron a
las algas en las Protistas, denominándolo Protoctista
Hasta 1977 existía consenso en la comunidad científica sobre estos cinco reinos:
Moneras, Protistos, Hongos, Plantas y Animales, que se basan en la organización
celular, complejidad estructural y modo de nutrición. Sin embargo, Carl Woese,
microbiólogo estadounidense ha propuesto a partir de 1977 la necesidad de separar
el reino monera o procariota en arqueas y eubacterias, dada la enorme diferencia
bioquímica existente entre las arqueas y los demás seres vivos, por lo que no
correspondía mantenerlo en el mismo reino que las eubacterias.
Los Seis reinos biológicos son:
ARQUEAS Ó ARQUEOBACTERIAS.- Son un grupo de microorganismos
unicelulares, bacterias procariotas, se las clasifica separadas de las demás dado
que cuentan con historia evolutiva independiente y presentan muchas diferencias
bioquímicas con el resto de los seres vivos.
Los ambientes extremos a los que estan adaptadas las arqueas semejan a las
condiciones de la tierra primitiva.
EUBACTERIAS.- Son los organismos mas abundantes del planeta tierra,
procariotas cuyo tamaño oscila entre 0.5 y 5 pm, no presentan núcleo ni orgánulos.
La principal diferencia con las Arqueas es que las Eubacterias cuentan con
peptidoglicanos en su pared y una diferente secuencia de los nucleótidos en su
RNA de transferencia
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REINO PROTISTA. Compuesto por los protozoarios, algas, mohos acuáticos
(oomicetos) y mohos viscosos. Algunos de estos organismos son multicelulares
sencillos mientras que otros son unicelulares.
REINO MYCOTA (FUNGI). Lo componen los mohos (hongos) y las levaduras.
Estos organismos no realizan fotosíntesis sino que obtienen sus nutrientes al
secretar enzimas digestivas en los alimentos y luego lo absorben, ya pre digeridos.
Los hongos contribuyen a la descomposición de la materia orgánica (organismos
muertos y desechos orgánicos) en materiales inorgánicos sencillos, que pueden
reutilizar los seres vivos.
REINO PLANTAE (VEGETAL). Incluye a los organismos multicelulares complejos
que llevan a cabo fotosíntesis (proceso metabólico donde la energía luminosa es
convertida en energía química, o sea, moléculas nutritivas).
REINO ANIMALIA. Compuesta por organismos multicelulares que no producen su
propio alimento y necesitan de otros organismos para nutrirse.
En 1990 el propio Carl Woese propone un nivel de organización superior al reino: el
dominio, agrupando a los 6 reinos en 3 dominios: Dominio Bacteria (incluye al reino
Eubacteria), Dominio Arquea (incluye al reino Arquea) y el Dominio Eukaria (incluye
a los reinos Protista, Mycota, Plantae y Animalia). La propuesta de Woese se basa
en que las secuencias y estructuras moleculares revelan que la vida se dividió
inicialmente en nuestro planeta en tres grupos con marcadas diferencias
bioquímicas, diferencias mayores que las que dividen por ejemplo a plantas de
animales.
Los virus no forman parte de ninguno de los reinos pues se trata de organismos
acelulares. Están compuestos por material genético (DNA y RNA) y necesitan de
una célula para poder reproducirse. NO comparten las características de los seres
vivos.
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Tema 1
GLOSARIO
1) Taxonomía. Ciencia que estudia la clasificación de los seres humanos
utilizando criterios paleontólogos, morfológicos, anatómicos, fisiológicos,
citológicos, embriológicos, bioquímicos y genéticos.
2) Organelos(as). En biología celular, se denomina orgánulos (o también
organelas, organelos, organoides o mejor elementos celulares) a las diferentes
estructuras contenidas en el citoplasma de las células, principalmente las
eucariotas, que tienen una forma determinada. La célula procariota carece de la
mayor parte de los orgánulos.
3) Protistas. Es el que contiene a todos aquellos microorganismos eucariontes
que no pueden clasificarse dentro de alguno de los otros tres reinos eucarióticos:
Fungi (hongos), Animalia (animales) o Plantae (plantas). En el árbol filogenético
de los organismos eucariontes, los protistas forman varios grupos monofiléticos
separados, o incluyen miembros que están estrechamente emparentados con
alguno de los tres reinos citados.
4) Virus. Es un agente infeccioso microscópico que sólo puede multiplicarse dentro
de las células de otros organismos. Al que no se lo considera un ser vivo.
PREGUNTAS
- Como se agrupaban los reinos en la época de Aristoteles?
- Quien fue Carlos Linnaeus?
- Que son las eubacterias?
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TEMA 2.
2. SISTEMA CELULAR I
INTRODUCCION
La Citología, es rama de la biología que se encarga del estudio de la estructura,
morfología y función de la célula.
Proviene del griego Cito=célula y logos=estudio o tratado.
La Citología además se encarga del estudio de los mecanismos de división celular,
desarrollo de las células sexuales, fecundación y la formación del embrión. Con el
microscopio óptico puede observarse células muertas mediante tinciones, técnicas
actuales permiten el estudio y la observación de células vivas.
La Citología, tiene gran valor para el diagnostico de las enfermedades mediante el
análisis de las células extraídas de diversos fluidos corporales(citología exfoliativa,
Papanicolaou), para la determinación la variación del número, tamaño y forma de
los diferentes tipos de células de la sangre(recuento celular), facilita el diagnostico
de infecciones agudas y otros procesos patológicos, por ejemplo los eritrocitos con
forma de media luna que puede indicar anemia de células falciformes, eritrocitos de
mayor tamaño en la anemia megaloblastica, eritrocitos pequeños en la anemia por
falta de hierro, alteraciones de la inmunidad celular y problemas relacionados con la
herencia, etc.
2.1 CÉLULA
El conocimiento de la célula se origina con la aparición del microscópico, por las
diferentes observaciones de investigadores y el desarrollo de técnicas cada vez
más precisas.
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2.2 HISTORIA
En 1665 Robert Hooke, observo con el microscopio una lámina de corcho, donde
vio unas cavidades parecidas a las celdillas del panal a las que denomino células,
que fueron nada más que las paredes de células muertas.
Leeuwenhoek, con otro microscopio de su invención, observo y describió
organismos unicelulares de aguas estancadas, bacterias, etc.
En 1831, Robert Brown describió el núcleo de la célula Entre 1835-1839, Von Mohl
relata las partes del proceso mitótico
Entre 1838-1839, los científicos alemanes, el botánico Matthias Schleiden y el
zoólogo Theodor Schwann aportan pruebas sobre la estructura celular de los
organismos vivientes, fueron los primeros en señalar que los vegetales y los
animales se componen de células, Schawann demostró la semejanza de la célula
vegetal y animal, estableciendo así la teoría celular.
En 1840, Purkinje acuña el término de protoplasma
En 1855, Rudolph Virchow, indico que las células se dividen y dan origen a nuevas
células hijas (omnis cellula e cellula). Finalmente el biólogo Agust Weismann
mencionó, que todas las células vivas tienen un origen común y son similares sus
estructuras y moléculas que la componen. De acuerdo a las investigaciones se
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concluye que la teoría celular, refiere que las células son unidades vivientes
básicas de la organización y funcionamiento de todos los organismos vivos, es así
que, La célula es:
La unidad vital, todos los vegetales y animales están constituidos por una o
varias células.
La unidad anatómica, que integra el cuerpo de todos los seres vivos
La unidad fisiológica de los seres vivos
La unidad genética de los organismos, cada célula procede de otra célula
anterior a ella por división de la misma.
Actualmente podemos definir que la célula es la unidad estructural constituida por
una membrana externa, el citoplasma y el núcleo. En el citoplasma se encuentran
una serie de orgánulos, que dirigidos por el núcleo, están adaptados para realizar
los distintos procesos de la vida.
Las células idénticas en función y estructura al agruparse constituyen tejidos
simples (tejido adiposo, tejido epitelial) y si son células de diferente función y
morfología constituyen tejidos complejos (tejido nervioso).
El conjunto de tejidos constituye un órgano, el conjunto de órganos con funciones
similares constituye un sistema (sistema respiratorio, sistema digestivo, etc.)
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Los animales y los vegetales están constituidos por millones de células,
organizadas en tejidos y órganos.
2.3 TAMAÑO, FORMA, NÚMERO Y COLOR DE LAS CELULAS
Las células presentan una gran variedad de tamaños, formas y número.
TAMAÑO DE LAS CÉLULAS
El poder separador del ojo humano normal se estima entre 75 y 100 micrómetros,
se entiende por poder de separación a la distancia mínima a partir de la cual ya no
es posible distinguir la separación de dos puntos, esto explica el porqué no se pudo
observar las células antes de su invención del microscopio.
El microscopio de Leeuwenhoek tenía como poder separador 2 um (micrómetros),
los microscopios de finales del siglo alcanzaban a 0.2 um y los primeros
microscopios electrónicos llegaban a 0,004 um (1um=una millonésima de metro).
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De acuerdo al tipo de organismos existen células gigantes que pueden verse a
simple vista y células que se observan solo con la ayuda de los microscopios, es así
que los eritrocitos del hombre miden 7,8 um de diámetro, los anfibios de 60 a 80um,
el ovocitos 140 um
FORMA DE LAS CÉLULAS
La forma de las células es muy variada, permite distinguirlas unas de otras y
diagnosticarlas al microscopio, esta variedad depende de las acciones mecánicas o
de la función específica a que está destinada en los organismos pluricelulares, es
así que existen formas prismáticas, cubicas, cilíndricas, fusiformes, estrelladas,
ramificadas, etc.
La forma de las células puede explicarse por el estudio del desarrollo embrionario
del organismo al que pertenecen, el cual determina su especialización.
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La forma estrellada se encuentra en las células nerviosas, fusiforme en las células
musculares, poligonal en los mesotelios, irregular en los neutrófilos, cilíndrica y
cúbica en los epitelios, poliédrica en la mayoría de las células vegetales
Sin embargo existen células de forma fija, aunque pueden deformarse
momentáneamente por estímulos externos, a las que responden de diversa forma,
como ser los protozoos, algas, hematíes, neuronas. Otras células cambian
espontáneamente de forma, como los leucocitos.
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Para el estudio de la célula, se realizara en un modelo de célula ideal que tenga
todas las características comunes a todas las formas.
NUMERO DE CÉLULAS
El número de las células de un organismo pueden variar desde una,
denominándose unicelulares (protozoos, bacterias) hasta numerosas células a las
que se denomina pluricelulares. Se considera que en el organismo humano existen
75 billones de células aproximadamente, de estas 100.000 millones son neuronas.
COLOR DE LAS CÉLULAS
Las células generalmente son incoloras, pero las que poseen color se deben a la
presencia de productos denominados pigmentos, elaborados por ellas (células
pigmentarias) o de procedencia exógena.
Las células con pigmentos propios, pueden tenerlos en disolución, formando
pequeñas masas granulosas, por Ejemplo la hemoglobina que da color a la sangre,
miohemoglobina proporciona color a los músculos, rodopsina o purpura retiniana
del ojo, melanina da color oscuro o pardo a la piel, etc.
2.4 DIFERENCIACIÓN CELULAR
La diferenciación celular es un proceso mediante el cual las células adquieren una
forma y función determinada durante el desarrollo embrionario o la vida de un
organismo pluricelular especializándose en un tipo celular, es decir que se basa en
la activación y desactivación selectiva de genes en una sucesión programada, estos
cambios de las características celulares son irreversibles.La morfología de las
células cambia durante la diferenciación celular pero el material genético
permanece inalterable en algunas excepciones, de tal manera que una célula
nerviosa humana no puede transformarse en leucocito ni volver al estado de
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división rápida, característico de las células embrionarias inmaduras de las que
procede.
Las células que constituyen los diferentes tejidos de un organismo pluricelular
presentan diferencias notables en su estructura y función, por Ejemplo las
diferencias son extremas entre una neurona, un hepatocito, y un eritrocito de un
mamífero, pero contienen la misma información genética, porque sintetizan
distintas moléculas de RNA y proteínas sin alterar la secuencia del DNA.
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TIPOS DE CÉLULAS MADRE
Existen cuatro tipos de células madre:
Las células madre totipotentes (latin totuspotens "totus" = todo y potens=
poder o habilidad) pueden crecer y formar un organismo completo, tanto los
componentes embrionarios (como por ejemplo, las tres capas embrionarias, el
linaje germinal y los tejidos que darán lugar al saco vitelino), como los
extraembrionarios (como la placenta). Es decir, pueden formar todos los tipos
celulares.
Las células madre pluripotentes, es aquella célula capaz de diferenciarse en
varios tipos celulares, no pueden formar un organismo completo, pero sí
cualquier otro tipo de célula correspondiente a los tres linajes embrionarios
(endodermo, ectodermo y mesodermo), así como el germinal y el saco vitelino.
Pueden, por tanto, formar linajes celulares, estas se llaman células madre en
los animales y células merismaticas en las plantas.
Las células madre multipotentes son aquellas que sólo pueden generar
células de su misma capa o linaje de origen embrionario (por ejemplo: una
célula madre mesenquimal de médula ósea, al tener naturaleza mesodérmica,
dará origen a células de esa capa como miocitos, adipocitos u osteocitos, entre
otras).
Las células madre unipotentes pueden formar únicamente un tipo de célula en
particular.
2.5 COMPOSICIÓN QUÍMICA
Las células están regidas por las leyes de la química y de la física ya que su
estructura está compuesta por:
Agua
Átomos ( carbono, nitrógeno, y oxigeno)
Iones (Na+, Cl-, K+, Ca++ , H+)
Moléculas (glucosa, lípidos)
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Macromoléculas (proteínas formadas por cadenas lineales de aminoácidos)
Ácidos Nucleídos, DNA y RNA, formados por un azúcar de cinco carbonos, ya
sea ribosa o desoxirribosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada(citosina,
guanina, adenina, timina y uracilo)
2.6 DIFERENCIA ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES
Las principales diferencias entre las células animales y vegetales son:
CÉLULA
VEGETAL CÉLULA ANIMAL
Membrana celulósica o
pared celular Membrana celular simple
Presenta plastidios
(cloroplasto) No lleva plastidios
Numerosas vacuolas El numero de vacuolas es muy
reducido
No tiene centrosoma Tiene centrosoma
Carece de lisosomas Presencia lisosomas
Realiza fotosíntesis No realiza fotosíntesis
Nutrición Autótrofos Nutrición heterótrofa
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2.7 DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
PROCARIOTA
Del gr. Procariota = antes del núcleo
EUCARIOTA Del gr. Eucariota = núcleo
verdadero
ORGANISMOS Bacterias y Cianobacterias Protozoos, Hongos, Plantas y
Animales
TAMAÑO 1 a 5 um (10 micras) 10 a 50 um (100 micras)
MEMBRANA PLASMÁTICA
No presenta Presenta, semipermeable
NÚCLEO No presenta membrana nuclear Presenta membrana nuclear
PARED CELULAR Capa rígida de peptidoglucano
(Excepto los micoplasmas) No presenta, pueden poseer pared de celulosa o quitina
SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS
No posee Presenta REG, REL, Golgi,
Lisosomas, Vacuolas, Vesículas
METABOLISMO Anaerobio y Aerobio Solo Aerobio
ORGÁNULOS CELULARES
Pocos o ninguno Mitocondrias, Cloroplastos,
Retículo endoplasmático, Aparato de Golgi, etc.
CROMOSOMA Único cromosoma circular y
desnudo Posee uno o mas cromosomas
lineales unidos a proteínas
DNA DNA circular en el citoplasma DNA lineal en cromosomas y con
envoltura nuclear
RNA Y PROTEÍNAS RNA y proteínas sintetizados en el
mismo compartimento
RNA sintetizado y procesado en el núcleo, proteínas sintetizadas en
el citoplasma
ESTEROLES Ausentes(Excepto en los
micoplasmas) Presentes
CITOPLASMA Sin citoesqueleto Citoesqueleto compuesto por
filamentos proteicos
EXOCITOSIS ENDOCITOSIS
Ausente Presente
RIBOSOMAS 70 S en el citoplasma 80 S en el Retículo
Endoplasmatico y el Citosol
DIVISIÓN Separación de cromosomas por
unión a la membrana- Fisión Binaria(Amitosis)
Por unión al huso mitótico Mitosis y Meiosis
ORGANIZACIÓN Unicelulares Pluricelulares
CÉLULA
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Tema 2
GLOSARIO
1) Hepatocito. Es la célula propia del hígado y que forma su parénquima.
2) Osteocito. son células que se forman a partir de la diferenciación de los
osteoblastos, que a su vez derivan de las células osteoprogenitoras. Todos
estos tipos celulares, junto con los osteoclastos (de distinto origen), constituyen
los elementos celulares del tejido óseo.
3) Adipocitos. Son las células que forman el tejido adiposo. Son células
redondeadas, de 10 a 200 micras, con un contenido lipídico que representa el
95% del peso celular y que forma el elemento constitutivo del tejido graso. Su
característica fundamental es que almacenan una gran cantidad de grasas
(triglicéridos), que, en el caso de los adipocitos del tejido adiposo blanco (el más
abundante en el organismo humano adulto) se agrupan formando una gran gota
que ocupa la mayoría de la célula, desplazando al resto de orgánulos a la
periferia de la célula.
PREGUNTAS
- Que son las células madre totipotentes?
- Que son las células madre pluripotentes?
- Que son las células madre?
- Explique en un dibujo las diferencias entre ceulas procariotas y eucariotas.
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TEMA 3
3. SISTEMA CELULAR II
3.1 MEMBRANA CELULAR
La célula tiene una composición diferente de la del medio que la rodea. Por ejemplo,
el contenido iónico de nuestras células es muy diferente del que tiene el plasma o el
fluido de las matrices extracelulares. Esta diferencia es mantenida durante toda la
vida de la célula, en general con un importante gasto de energía, por una delgada
membrana superficial: la membrana plasmática o celular.
• En 1935, HUGH DAVSON Y JAMES DANIELLI, propusieron que la
membrana plasmática estaba conformada por lípidos y una capa de proteínas
globulares
• En 1972, S. J. SINGER Y G. L. NICOLSON, propusieron el MODELO DEL
MOSAICO FLUIDO
A partir de éste modelo se pudo comprender que la membrana celular o
plasmalema, es un filtro altamente selectivo que controla el intercambio de
sustancias entre la célula y el medio que la rodea.
3.2 COMPOSICIÓN MOLECULAR
La membrana celular esta constituída por:
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Proteínas 60% Constituidas por aminoácidos en forma de cadenas plegadas
sobre sí mismas.
Lípidos 35% Fosfolípidos y colesterol fundamentalmente
Los fosfolípidos estructuralmente poseen: Una cabeza polar
(hidrófila) y dos colas no polares (hidrófobas)
Carbohidratos 5% Oligosacáridos, de composición variable. Los oligosacáridos
Están constituidos por varios monosacáridos unidos entre sí.
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3.3 DISPOSICIÓN DE LAS MOLÉCULAS EN LA MEMBRANA CELULAR
Los fosfolípidos forman una bicapa. Las cabezas polares quedan en contacto
con el citoplasma y el medio extracelular. Las colas no polares están al centro de
la bicapa.
El colesterol posee una pequeña cabeza polar dirigida hacia la superficie
acuosa, mientras que el resto de su estructura es hidrófoba y permanece
confinada en el interior de la bicapa lipídica.
Las proteínas se encuentran como mosaicos abarcando todo el espesor de la
membrana (proteínas integrales o intrínsecas, que en su mayoría son
transmembranosas) o en una de las dos superficies de la membrana celular
(proteínas periféricas o extrínsecas).
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Los carbohidratos están en la superficie externa de la membrana celular,
unidos a los lípidos o a las proteínas, constituyendo los glucolípidos y las
glucoproteínas respectivamente.
El glucocaliz es una cubierta delgada que rodea la superficie externa de la
membrana celular, por lo que se la conoce también como cubierta celular.
Está constituido por el componente oligosacárido de las glucoproteínas y
glucolípidos de la membrana celular.
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La función más importante del glucocáliz es el reconocimiento celular, que le
permite a la célula luego adherirse con sus semejantes, como ocurre entre células
endoteliales.
Así mismo el glucocaliz protege a la célula de lesiones químicas y físicas.
3.4 PROPIEDADES DE LA MEMBRANA CELULAR
3.4.1 FLUIDEZ.
La membrana plasmática no es una estructura estática porque sus componentes
tienen posibilidades de movimiento (fluidez)
Los movimientos que pueden realizar los lípidos son:
De rotación. Pueden girar en torno a su eje. Es muy frecuente y el
Responsable en parte de los otros movimientos.
De difusión lateral. Las moléculas se difunden de manera lateral dentro de la
misma capa. Es el movimiento más frecuente.
De flexión. Son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los
fosfolípidos
Flip-flop. Es el movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a la otra
gracias a unas enzimas llamadas flipasas.
Es el movimiento menos frecuente, por ser energéticamente más desfavorable.
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3.4.2 PERMEABILIDAD.
La permeabilidad es una propiedad fundamental para el
funcionamiento de la célula, pues mantiene las condiciones
fisiológicas intracelulares adecuadas.
Esta propiedad determina qué sustancias pueden ingresar a la célula,
muchas de las cuales son necesarias para mantener los procesos
vitales y la síntesis de sustancias. También regula el pasaje de agua y
la salida de productos de desecho que deben ser eliminados de la
célula.
De esta manera la permeabilidad de la membrana a moléculas
pequeñas se da por mecanismos diferentes a los mecanismos que
permiten el paso (de entrada o salida) de moléculas grandes. A
continuación se explica de manera resumida estos mecanismos.
3.4.2.1 MECANISMOS DE TRANSPORTE DE MOLÉCULAS
PEQUEÑAS
TRANSPORTE PASIVO
Es un mecanismo que no requiere de energía (ATP), debido a que se realiza a favor
del gradiente de concentración es decir, desde una región de mayor concentración
de la sustancia hacia otra de menor concentración de la misma.
Existen diferentes tipos de transporte pasivo:
a) Difusión simple:
Es usado por moléculas pequeñas y sin carga eléctrica, como el oxígeno (O2), el
nitrógeno (N2), el dióxido de carbono (CO2), el metanol y etanol que pueden
difundir rápidamente, a través de la bicapa lipídica, a favor de su gradiente de
concentración.
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b) Difusión facilitada:
Este transporte es usado por las moléculas que no pueden cruzar la membrana por
difusión simple porque tienen carga (como los iones y aminoácidos) o porque son
de mayor tamaño molecular e hidrofílicas. Entonces, su transporte es "facilitado"
por proteínas transmembrana, que son las puertas que les permiten el acceso al
interior de la célula.
Para este efecto, las proteínas transmembranosas pueden constituir:
Canales iónicos, que forman poros o conductos hidrofilicos que recorren el
espesor de toda la membrana celular, y permiten el flujo pasivo de iones a través de
ésta.
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Permeasas, en las que la molécula a ser transportada se une a un sitio específico
de este segundo tipo de proteínas transportadoras y hace que ésta sufra un cambio
conformacional, para finalmente trasladar el soluto a la cara opuesta de la
membrana, sin gasto de energía.
TRANSPORTE ACTIVO
El transporte activo es el intercambio de partículas entre los dos medios en contra
del gradiente electroquímico. En esta circunstancia se requiere el uso de energía y
esto hace que éste tipo de transporte sea activo.
Existen dos tipos de transporte activo: el primario (mediado por ATP asas) y el
secundario (mediado por proteínas cotransportadoras).
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a) Transporte activo primario:
Este tipo de transporte está mediado por bombas o ATPasas que son proteínas
integrales o transmembranosas que utilizan directamente el ATP como fuente de
energía.
Las bombas o ATPasas comprenden varias familias de proteínas: bombas de
protones, bombas de calcio, glucoproteína P y la bomba de sodio - potasio.
La bomba de Na+ / K+ es de fundamental importancia para el metabolismo celular,
puesto que permite el intercambio de iones de sodio y potasio a través de la
membrana, con el fin de equilibrar la naturaleza eléctrica de la membrana y
mantener una concentración óptima de sodio y potasio, tanto en el medio
intracelular como en el extracelular.
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Esto se da cuando se fijan tres iones sodio al dominio citosólico (interno) de la
bomba y dos iones potasio al domino extracelular (externo) de la misma, de tal
manera que cuando la bomba se activa se cotransporta sodio y potasio en sentidos
contrarios a través de la membrana celular.
En este proceso se debe hidrolizar una molécula de ATP por cada tres sodios que
se extraen y cada dos potasios que se introducen a la célula.
b) Transporte activo secundario:
Utiliza la energía potencial contenida en el gradiente favorable de la sustancia
cotransportada. En este caso, el elemento más importante que motoriza el
cotransporte a través de la membrana plasmática es el sodio.
De esta manera, cuando la sustancia cotransportada es introducida contra
gradiente junto con el sodio nombramos a este mecanismo como simporte. Y si la
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entrada de sodio se utiliza para extraer a otro elemento esto se conoce como
antiporte.
3.4.2.2 MECANISMOS DE TRANSPORTE DE MOLÉCULAS GRANDES
Las moléculas grandes necesarias para la célula son introducidas por mecanismos
diferentes a los que acabamos de describir.
En estos casos la membrana debe sufrir un proceso de deformación y fusión lo
suficientemente efectiva como para capturar moléculas del medio extracelular y
luego introducirlas al medio intracelular, a este mecanismo se conoce como
endocitosis.
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No obstante, el metabolismo celular obliga a que la célula también deba contar con
mecanismos de eliminación de sustancias de desecho al exterior, por un
mecanismo similar de modificación de su membrana celular que permita la
eliminación de estos materiales, a esto se conoce como exocitosis.
3.5 FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR
Con todo lo descrito claramente comprenderemos que la membrana celular cumple
las siguientes funciones:
Conserva la integridad estructural de la célula
Participa en el reconocimiento e interacción entre células
Actúa como una interfaz entre el citoplasma y el medio externo.
Ejerce un mecanismo de barrera selectiva semipermeable, dejando que
algunas sustancias pasen fácilmente y otras no.
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Tema 3
GLOSARIO
1) Fosfolípidos. Son un tipo de lípidos anfipáticos compuestos por una molécula
de glicerol, a la que se unen dos ácidos grasos (1,2-diacilglicerol) y un grupo
fosfato. El fosfato se une mediante un enlace fosfodiéster a otro grupo de
átomos, que generalmente contienen nitrógeno, como colina, serina o
etanolamina y muchas veces posee una carga eléctrica. Todas las membranas
plasmáticas activas de las células poseen una bicapa de fosfolípidos.
2) Permeasas. Son enzimas que transportan sustancias a través de la membrana
celular, sea hacia el interior o hacia el exterior de la célula.
3) ATP. La adenosina trifosfato (abreviado ATP, y también llamada
adenosín-5'-trifosfato o trifosfato de adenosina) es una molécula utilizada por
todos los organismos vivos para proporcionar energía en las reacciones
químicas. También es el precursor de una serie de coenzimas esenciales como
el NAD+ o la coenzima A.
PREGUNTAS.
- Defina transporte activo.
- Defina transporte pasivo.
- Dé un ejemplo de transporte activo secundario
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TEMA 4.
4. SISTEMA CELULAR III
4 SISTEMA CELULAR III
4.1 CITOPLASMA Y CITOSOL
El citoplasma comprende todo el volumen de la célula, excepto el núcleo. Engloba
numerosas estructuras especializadas y organelos. La solución acuosa
concentrada en la que están suspendidos los organelos se llama citosol.
4.1.1 EL CITOSOL. Es un gel de base acuosa con un 75% de agua, constituye el
55% del volumen celular, que contiene gran cantidad de moléculas grandes y
pequeñas. En el citosol se producen funciones importantes de mantenimiento
celular, como las primeras etapas de descomposición de moléculas nutritivas
y la síntesis de muchas de las grandes moléculas que constituyen la célula.
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4.1.2 EL CITOESQUELETO. Es una red de filamentos proteicos del citosol que
ocupa el interior de todas las células, mantiene la estructura y la forma de la
célula. Actúa como esqueleto para la organización de la célula y la fijación de
orgánulos y enzimas. También es responsable de muchos de los movimientos
celulares.
4.1.3 MICROTÚBULOS. Son filamentos de actina y filamentos intermedios, unidos
entre sí y a otras estructuras celulares por diversas proteínas. Los
movimientos de las células eucarióticas están dados por los filamentos de
actina.
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4.2 NÚCLEO
El núcleo, es el organelo más importante en todas las células animales y vegetales,
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está rodeado por una membrana doble, es esférico o alargado y mide unas 3 a
10pm de diámetro; algunas células presentan varios núcleos
Contiene la mayor parte del material genético celular, organizado en múltiples
moléculas lineales de ADN de gran longitud formando complejos con una gran
variedad de proteínas como las histonas para formar los cromosomas. El conjunto
de genes de esos cromosomas se denomina genoma nuclear.
La función del núcleo es mantener la integridad de esos genes y controlar las
actividades celulares regulando la expresión génica. Por ello se dice que el núcleo
es el centro de control de la célula.
Las principales estructuras que constituyen el núcleo son:
4.2.1 MEMBRANA NUCLEAR
Conocida también como envoltura nuclear, se compone de dos membranas, una
interna y otra externa, dispuestas en paralelo .La membrana nuclear externa es
continua con la membrana del retículo endoplásmico rugoso (RER), y está
igualmente tachonada de ribosomas. El espacio entre las membranas se conoce
como espacio perinuclear esta separada por una distancia de 10 a 30 nmy es
continuo con la luz del RER.
4.2.2 NUCLEOLO.
Es una estructura situada dentro del núcleo celular que interviene en la formación
de los ribosomas. El núcleo celular contiene típicamente uno o varios nucleolos, que
aparecen como zonas densas de fibras y gránulos de forma irregular.
La función principal del nucléolo es la biosíntesis de ribosomas desde sus
componentes de ADN para formar ARN ribosomal. Está relacionado con la síntesis
de proteínas. En células con una síntesis proteica intensa hay muchos nucléolos.
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4.2.3 POROS NUCLEARES.
Proporcionan canales acuosos que atraviesan la envoltura, están compuestos por
múltiples proteínas que colectivamente se conocen como nucleoporinas. Los poros
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tienen 125 millones de daltons de peso molecular y se componen de
aproximadamente 50 (en levaduras) a 100 proteínas (en vertebrados). Los poros
tienen un diámetro total de 100 nm; Este tamaño permite el libre paso de pequeñas
moléculas hidrosolubles mientras que evita que moléculas de mayor tamaño entren
o salgan de manera inadecuada, como ácidos nucleicos y proteínas grandes.
Estas moléculas grandes, en lugar de ello, deben ser transportadas al núcleo de
forma activa. El núcleo típico de una célula de mamífero dispone de entre 3000 y
4000 poros a lo largo de su envoltura, cada uno de los cuales contiene una
estructura en anillo con simetría octal en la posición en la que las membranas,
interna y externa, se fusionan. Anclada al anillo se encuentra la estructura
denominada cesta nuclear que se extiende hacia el nucleoplasma, y una serie de
extensiones filamentosas que se proyectan en el citoplasma. Ambas estructuras
medían la unión a proteínas de transporte nucleares.
Estas moléculas grandes, en lugar de ello, deben ser transportadas al núcleo de
forma activa.
El núcleo típico de una célula de mamífero dispone de entre 3000 y 4000 poros a lo
largo de su envoltura, cada uno de los cuales contiene una estructura en anillo con
simetría octal en la posición en la que las membranas, interna y externa, se
fusionan.
Anclada al anillo se encuentra la estructura denominada cesta nuclear que se
extiende hacia el nucleoplasma, y una serie de extensiones filamentosas que se
proyectan en el citoplasma. Ambas estructuras medían la unión a proteínas de
transporte nucleares.
4.3 ORGANELOS
El citoplasma se compone de orgenolos (u «organulos») con distintas funciones.
Entre los organelos más importantes se encuentran los ribosomas, las vacuolas y
mitocondrias. Cada organelo tiene una función específica en la célula y en el
citoplasma. El citoplasma posee una parte del genoma del organismo. A pesar de
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que la mayor parte se encuentre en el núcleo, algunos organelos, entre ellos las
mitocondrias o los cloroplastos, poseen una cierta cantidad de ADN.
4.3.1 RIBOSOMAS
Los ribosomas, descritos por George Palader en 1946, son pequeños corpúsculos
celulares de 12 nm de ancho y 25 nm de longitud, que utiliza las instrucciones
genéticas contenidas en el ácido ribonucleico (RNA) para enlazar secuencias
específicas de aminoácidos y formar así proteínas. Los ribosomas se encuentran
en todas las células y también dentro de dos estructuras celulares llamadas
mitocondrias y cloroplastos.
4.3.1.1 MOLÉCULAS RNAr.
Cada ribosoma consta de cuatro moléculas o subunidades distintas de ácido
ribonucleico (RNAr) y de numerosas proteínas. En el ser humano, tres de estas
cuatro subunidades se sintetizan en el nucleolo, una densa estructura granular
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situada dentro del núcleo. La cuarta subunidad se sintetiza fuera del nucleolo y se
transporta al interior de éste para el ensamblaje del ribosoma.
4.3.1.2 SUBUNIDADES 60S Y 40S.
Las proteínas ribosómicas penetran en el nucleolo y se combinan con las cuatro
subunidades de RNA para formar dos estructuras, una grande (60S) de 49
proteínas y 3 RNAr; otra pequeña (40S) 33 proteínas y un RNAr.
4.3.1.3 SÍNTESIS PROTEICA
La síntesis proteica comienza con la iniciación, que tiene lugar cuando una cadena
de RNA mensajero (RNAm), que lleva instrucciones genéticas copiadas del ácido
desoxirribonucleico (DNA), se acopla a un ribosoma. El RNAm indica al ribosoma
cómo debe enlazar los aminoácidos para formar una proteína. Dos moléculas de
RNA de transferencia (RNAt), cada una de ellas con un aminoácido, se unen al
complejo ribosoma-RNA mensajero en dos posiciones llamadas centro P y centro
A. Entre los dos primeros aminoácidos se forma un enlace químico llamado enlace
peptídico.
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4.3.1.4 CICLO PROTEICO
Durante la fase de elongación el RNAt del centro P se separa de su aminoácido y se
aleja del complejo, mientras el que transporta los dos aminoácidos enlazados pasa
del centro A al P. Esto hace que el A quede libre para que se acople al ribosoma una
nueva molécula de RNAt que lleva un tercer aminoácido. El nuevo aminoácido se
une al segundo de los dos anteriores mediante otro enlace peptídico. De nuevo se
libera el RNAt y la molécula de RNAt restante, que ahora lleva una cadena de tres
aminoácidos, pasa al centro P. El ribosoma coordina este ciclo una y otra vez hasta
que encuentra en el RNAm una señal de parada. La proteína completa, que puede
ser una cadena de cientos de aminoácidos, se separa del ribosoma.
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En general, el DNA lleva las instrucciones genéticas necesarias para construir todas
las estructuras celulares. Como todas las células contienen ribosomas, los
científicos comparan las instrucciones de fabricación de ribosomas contenidas en el
DNA de distintas especies para determinar la mayor o menor proximidad entre ellas.
4.3.2 LISOSOMAS
Los lisosomas, descritos por de Duve en 1949, pequeños sacos delimitados por
una membrana que se encuentra en las células con núcleo (eucarióticas) y contiene
enzimas digestivas que degradan moléculas complejas. Los lisosomas abundan en
las células encargadas de combatir las enfermedades, como los leucocitos, que
destruyen invasores nocivos y restos celulares.
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4.3.2.1 TAMAÑO.
El tamaño de los lisosomas es variable, oscila entre 0,05 y 0,8 pm de diámetro.
Cada uno está rodeado por una membrana que protege la célula de las enzimas
digestivas del lisosoma (si éste se rompe, aquéllas destruyen la célula). Las
proteínas de la membrana protegen la actividad de las enzimas manteniendo la
acidez interna adecuada; también transportan los productos digeridos fuera del
lisosoma.
4.3.2.2 ENZIMAS.
Las enzimas lisosómicas se fabrican en el retículo endoplasmático rugoso y se
procesan en el aparato de Golgi. Se distribuyen englobadas en sacos llamados
vesículas de transporte que se funden con tres tipos de estructuras envueltas por
membranas: endosomas, fagosomas y autofagosomas.
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A. LOS ENDOSOMAS. Se forman cuando la membrana celular engloba
polisacáridos, lípidos complejos, ácidos nucleicos, proteínas y otras moléculas
nutritivas. En un proceso llamado endocitosis, estas moléculas se degradan y
se reutilizan.
B. LOS FAGOSOMAS. Se forman cuando la membrana celular envuelve
mediante fagocitosis objetos grandes, como residuos formados en puntos de
lesión o inflamación o bacterias patógenas.
C. LOS AUTOFAGOSOMAS. Se forman cuando el retículo endoplasmático
envuelve mitocondrias u otras estructuras celulares agotadas que deben
reciclarse. En todos los casos, las enzimas digestivas suministradas por los
lisosomas digieren los objetos envueltos en membranas y los reducen a
compuestos sencillos que se reciclan como nuevos materiales de construcción
celular.
Las alteraciones de las enzimas lisosómicas pueden causar enfermedades.
Los niños nacidos con la enfermedad de Tay-Sachs carecen de una enzima
que degrada un lípido complejo llamado gangliósido. Cuando se acumula en el
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organismo, daña el sistema nervioso central, provoca retraso mental y causa la
muerte a los cinco años. La inflamación y el dolor asociados con la artritis
reumatoide y la gota tienen relación con la fuga de enzimas lisosómicas.
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4.3.3 VACUOLAS
La Vacuola, es una cavidad rodeada por una membrana que se encuentra en el
citoplasma de las células, principalmente de las vegetales. En la célula vegetal, la
vacuola es una sola y de tamaño mayor; en cambio, en la célula animal, son varias
y de tamaño reducido. La membrana que la rodea se denomina tonoplasto.
La vacuola de la célula vegetal tiene una solución de sales minerales, azúcares,
aminoácidos y a veces pigmentos como la antocianina.
La vacuola vegetal tiene diversas funciones:
Los azúcares y aminoácidos pueden actuar como un depósito temporal de
alimento.
Las antocianinas tienen pigmentación que da color a los pétalos.
Generalmente poseen enzimas y pueden tomar la función de los lisosomas.
La función de las vacuolas en la célula animal es:
Actuar como un lugar donde se almacenan proteínas; estas proteínas son
guardadas para su uso posterior, o más bien para su exportación fuera de la
célula mediante el proceso de exocitosis. En este proceso, las vacuolas se
funden con la membrana y su contenido es trasladado hacia afuera de la célula.
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La vacuola, además, puede ser usada para el proceso de endocitosis; este
proceso consiste en transportar materiales externos de la célula, que no son
capaces de pasar por la membrana, dentro de la célula.
4.3.4 CENTRIOLO
Los centríolos son una pareja de estructuras que forman parte del citoesqueleto,
semejantes a cilindros huecos. Los centríolos son orgánulos que intervienen en la
división celular, siendo una pareja de centríolos un diplosoma sólo presente en
células animales. Los centríolos son dos estructuras cilíndricas que, rodeadas de un
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material proteico denso llamado material pericentriolar, forman el centrosoma o
COMT (centro organizador de microtúbulos) que permiten la polimerización de
microtúbulos de dímeros de tubulina que forman parte del citoesqueleto. Los
centríolos se posicionan perpendicularmente entre sí.
Cada centríolo está formado por nueve tripletes de microtúbulos formando un
círculo. El más interno se llama microtúbulo A y está completo (compuesto de trece
protofilamentos). A él se unen dos microtúbulos: el microtúbulo B que comparte tres
protofilamentos con el A y el microtúbulo C, el más externo, que comparte tres
protofilamentos con el B.
Los tripletes se unen entre sí gracias a una proteína llamada nexina, que conecta el
microtúbulo A con el C del siguiente triplete. De cada triplete salen en forma de
radios las fibrillas radiales, dejando una estructura denominada "rueda de carro" ó
"9+0", por tener nueve tripletes externos y ninguno en el centro.
El centríolo también juega un papel crucial en la división y movimiento cromosómico
durante la mitosis, permitiendo que cada célula hija obtenga el número de
cromosomas correspondiente.
Los centríolos son una importante parte de los centrosomas, que están implicados
en la organización de los microtúbulos en el citoplasma. La posición de los
centríolos determina la posición del núcleo celular y juega un papel crucial en la
reorganización espacial de la célula.
4.3.5 CILIOS Y FLAGELOS
Los cilios (Et: del latín cillum, ceja, o tal vez del griego , kilis, párpado o pestaña),
son unos orgánulos exclusivos de las células eucariotas, que se caracterizan por
presentarse como apéndices con aspecto de pelo que contienen una estructura
central altamente ordenada, constituida generalmente por más de 600 tipos de
proteínas, envuelta por el citosol y la membrana plasmática.
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La distinción entre cilios y flagelos es en que éstos últimos se basa principalmente
en su tamaño (unos 10-15 pm), número por célula (suelen ser muchos, con
excepción de los cilios primarios y nodales, mientras que los flagelos uno o dos) y
en su caso, por el patrón de movimiento (los cilios baten como un remo, son
inmóviles o crean un vórtice, mientras que los flagelos ondulan).
Correspondiendo con estas diferencias estructurales, también existen diferencias
funcionales: los flagelos pueden propulsar células móviles en un líquido, mientras
que los cilios se sitúan normalmente en células estacionarias, y gracias a su
impulso mueven líquidos o elementos contenidos en él.
Lo efectúan sincronizando su batido, y generando de ese modo una onda
propulsora eficaz al sumarse las fuerzas individuales de cada cilio. Además, los
flagelos en ocasiones cuentan, debido a su forma de batido y a su mayor longitud
con estructuras específicas para regular los movimientos del axonema y la correcta
difusión del ATP, como el bastón flagelar y en insectos un segundo anillo de 9
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dobletes de microtúbulos. Los cilios se podrían dividir en cuatro grupos: móviles con
configuración axonémica 9+2, móviles 9+0 (cilios nodales), cilios sensoriales 9+2
(cilios vestibulares y algunos nodales) y cilios sensoriales 9+0 (primarios).
4.3.6 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
Keil Porter, fue quien denominó retículo endoplasmático (RE), o también, llamado
retículo endoplásmico.
El retículo endoplasmático es un complejo sistema y conjunto de membranas
conectadas entre sí, que forma un esqueleto citoplásmico. Forman un extenso
sistema de canales y mantienen unidos a los ribosomas. Su forma puede variar, ya
que su naturaleza depende del arreglo de células, que pueden estar comprimidas u
organizadas de forma suelta.
Es un conjunto de cavidades cerradas de forma muy variable: láminas aplanadas,
vesículas globulares o tubos de aspecto sinuoso. Estos se comunican entre sí y
forman una red continua separada del hialoplasma por la membrana del retículo
endoplasmático. En consecuencia, el contenido del líquido del citoplasma queda
dividido en dos partes: el espacio luminar o cisternal contenido en el interior del
retículo endoplasmático y el espacio citosólico que comprende el exterior del
retículo endoplasmático.
Sus principales funciones incluyen:
Circulación de sustancias que no se liberan al citoplasma.
Servir como área para reacciones químicas.
Síntesis y transporte de proteínas producidas por los ribosomas adosados a sus
membranas (RER únicamente).
Glicosilación de proteínas (RER únicamente).
Producción de lípidos y esteroides (REL únicamente).
Proveer como un esqueleto estructural para mantener la forma celular.
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Hay dos tipos de RE: liso y rugoso.
4.3.6.1 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO
Cuando la membrana está rodeada de ribosomas, se le denomina retículo
endoplasmático rugoso (RER). El RER tiene como función principal la síntesis de
proteínas, y es precisamente por esa razón que se da más en células en
crecimiento o que segregan enzimas. Del mismo modo, un daño a la célula puede
hacer que haya un incremento en la síntesis de proteínas, y que el RER tenga
formación, previsto que se necesitan proteínas para reparar el daño.
Las proteínas se transforman y desplazan a una región del RER, el aparato de
Golgi. En estos cuerpos se sintetizan, además, macromoléculas que no incluyen
proteínas.
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4.3.6.2 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO
En la ausencia de ribosomas, se le denomina retículo endoplasmático liso (REL).
Su función principal es la de producir los lípidos de la célula, concretamente
fosfolípidos y colesterol, que luego pasan a formar parte de las membranas
celulares. El resto de lípidos celulares (ácidos grasos y triglicéridos) se sintetizan en
el seno del citosol; es por esa misma razón que es más abundante en células que
tengan secreciones relacionadas, como, por ejemplo, una glándula sebácea. Es
escaso, sin embargo, en la mayoría de las células.
4.3.7 APARATO DE GOLGI
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El aparato de Golgi, nombrado por quien lo descubrió, Camillo Golgi, tienen una
estructura similar al retículo endoplasmático; pero es más compacto. Está
compuesto de sacos de membrana de forma discoidal y está localizado cerca del
núcleo celular.
El aparato de Golgi está formado por unidades, los dictiosomas. Un dictiosoma es el
nombre al que se le da a cada pila de sacos. Miden alrededor de 1 pm de diámetro
y agrupa unas 6 cisternas, aunque en los eucariotas inferiores su número puede
llegar a 30. En las células eucarióticas, el aparato de Golgi se encuentra más o
menos desarrollado, según la función que desempeñen. En cada caso el número
de dictiosomas varía desde unos pocos hasta numerosos.
El aparato de Golgi está estructuralmente y bioquímicamente polarizado. Tiene dos
caras distintas: la cara cis, o de formación, y la cara trans, o de maduración. La cara
cis se localiza cerca de las membranas del RE. Sus membranas son finas y su
composición es similar a la de las membranas del retículo. Alrededor de ella se
sitúan las vesículas de Golgi, denominadas también vesículas de transición, que
derivan del RE. La cara trans suele estar cerca de la membrana plasmática. Sus
membranas son más gruesas y se asemejan a la membrana plasmática. En esta
cara se localizan unas vesículas más grandes, las vesículas secretoras.
Sus funciones son variadas:
Modificación de sustancias sintetizadas en el RER: en el aparato de Golgi se
transforman las sustancias procedentes del RER. Estas transformaciones
pueden ser agregaciones de restos de carbohidratos para conseguir la
estructura definitiva o para ser proteolizados y así adquirir su conformación
activa. Por ejemplo, en el RER de las células acinosas del páncreas se sintetiza
la proinsulina que debido a las transformaciones que sufre en el aparato de
Golgi, adquirirá la forma o conformación definitiva de la insulina.
Las enzimas que se encuentran en el interior de los dictiosomas son capaces de
modificar las macromoléculas mediante glicosilación (adición de carbohidratos)
y fosforilación (adición de fosfatos).
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Para ello, el aparato de Golgi transporta ciertas sustancias como nucleótidos y
azúcares al interior del orgánulo desde el citoplasma.
Las proteínas también son marcadas con secuencias señal que determinan su
destino final, como por ejemplo, la manosa-6-fosfato que se añade a las
proteínas destinadas a los lisosomas.
Producir glicoproteínas requeridas en la secreción al añadir un carbohidrato a la
proteína.
Producir enzimas secretoras, como enzimas digestivas del páncreas: las
sustancias atraviesan todos los sáculos del aparato de Golgi y cuando llegan a
la cara trans del dictiosoma, en forma de vesículas de secreción, son
transportadas a su destino fuera de la célula, atravesando la membrana
citoplasmática por exocitosis. Un ejemplo de esto son los proteoglicanos que
conforman la matriz extracelular de los animales.
El aparato de Golgi es el organelo de mayor síntesis de carbohidratos. De esto
se encargarán las enzimas del Golgi por medio de un residuo de xilosa. Otra
forma de marcar una proteína puede ser por medio de la sulfatación de una
sulfotransferasa, que gana una molécula de azufre de un donador denominado
PAPs. Este proceso tiene lugar en los GAGs de los proteoglicanos así como en
los núcleos de las proteínas. Este nivel de sulfatación es muy importante para
los proteoglicanos etiquetando funciones y dando una carga neta negativa al
proteoglicano.
Segregar carbohidratos como los usados para restaurar la pared celular.
Transportar y almacenar lípidos.
Formar lisosomas primarios.
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4.3.8 MITOCONDRIA
Las Mitocondria (gr. mitos = hilo, chondros = grano), son diminutas estructuras
celulares, descritas por Altmann en 1864.
La mitocondria es un organelo que puede ser hallado en todas las células
eucariotas, aunque en células muy especializadas pueden estar ausentes. El
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número de mitocondrias varia según el tipo celular, y su tamaño es generalmente de
entre 5 pm de largo y 0,2 pm de ancho.
Están rodeadas de una membrana doble. La más externa es la que controla la
entrada y salida de sustancias dentro y fuera de la célula y separa el organelo del
hialoplasma. La membrana externa contiene proteínas de transporte especializadas
que permiten el paso de moléculas desde el citosol hacia el interior del espacio
intermembranoso.
Las membranas de la mitocondria se constituyen de fosfolípidos y proteínas. Ambos
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materiales se unen formando un retículo lípido proteico. Las mitocondrias tienen
distintas funciones:
Oxidación del piruvato a CO2m acoplada a la reducción de los portadores
electrónicos nad+ y fad (a nadh y fadh2)
Transferencia de electrones desde el nadh y fadh2 al o2, acoplada a la
generación de fuerza protón-motriz
Utilización de la energía almacenada en el gradiente electroquímico de protones
para la síntesis de ATP por el complejo f1 f0.
La membrana interna está plegada hacia el centro, dando lugar a extensiones
denominadas crestas, algunas de las cuales se extienden a todo lo largo del
orgánulos. Su función principal es ser principalmente el área donde los procesos
respiratorios tienen lugar. La superficie de esas crestas tiene gránulos en su
longitud.
El espacio entre ambas membranas es el espacio intermembranoso. El resto de la
mitocondria es la matriz. Es un material semi-rígido que contiene proteínas, lípidos y
escaso ADN.
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4.3.8.1 MATRIZ
La matriz consta de una composición de material semifluido. Tiene una consistencia
de gel debido a la presencia de una elevada concentración de proteínas
hidrosolubles, y se conforma de un 50% de agua e incluye:
Moléculas de ADN (el ADN mitocondrial), doble y circular, que contiene
información para sintetizar un buen número de proteínas mitocondriales.
Moléculas de ARN mitocondrial formando los mitorribosomas, distintos del resto
de los ribosomas celulares.
Ribosomas (los mitorribosomas), que se localizan tanto libres como adosados a
la membrana mitocondrial interna. Son semejantes a los ribosomas bacterianos.
Iones, calcio y fosfato, ADP, ATP, coenzima-A y gran cantidad de enzimas.
4.3.8.2 MEMBRANA INTERNA
Esta membrana de la mitocondria tiene una superficie mayor debido a las cristas
mitocondriales. Tiene una mayor riqueza de proteínas que otras membranas
celulares. Entre sus lípido no hay colesterol, y es rica en un fosfolípido poco
frecuente, la cardiolipina.
Sus proteínas son variadas, pero se distinguen:
Las proteínas que forman la cadena que transporta los electrones hasta el
oxígeno molecular (cadena respiratoria)
Un complejo enzimático, la ATP-sintasa, que cataliza la síntesis de ATP y está
formada por tres partes: Una esfera de unos 9 nm de diámetro. Es la parte
catalítica del complejo y se denomina factor F.
Las proteínas transportadoras, que permiten el paso de los iones y moléculas a
través de la membrana mitocondrial interna, bastante impermeable al paso de
los iones.
4.3.8.3 MEMBRANA EXTERNA
La membrana externa de la mitocondria tiene parecido a otras membranas
celulares, en especial a la del retículo endoplasmático. Entre sus componentes
sobresaltan:
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Proteínas, que forman grandes "canales acuosos o porinas", lo que la hace muy
permeable, al contrario de lo que ocurre con la membrana mitocondrial interna.
Enzimas, como las que activan los ácidos grasos para que sean oxidados en la
matriz.
4.3.8.4 ESPACIO INTERMEMBRANOSO
Su composición es parecida a la del hialoplasma. Entre sus funciones existen:
Oxidaciones respiratorias.
Síntesis de proteínas mitocondriales. Esta función se realiza del mismo modo
que la síntesis de proteínas en el hialoplasma.
4.3.9 PEROXISOMAS
Los peroxisomas (o microcuerpos) son cuerpos con membrana, esféricos, con un
diámetro de entre 0,5 y 1,5 pm. Se forman por gemación a partir del retículo
endoplasmático liso. Además de ser granulares, no tienen estructura interna.
Tienen un número de enzimas metabólicamente importante, en particular la enzima
catalasa, que cataboliza la degradación de peróxido de hidrógeno. Debido a esto se
les da el nombre de peroxisomas. La degradación de peróxido de hidrógeno es
representada en una ecuación.
H2O2 + R’ H → R’ + 2H2O
Llevan a cabo reacciones de oxidación que no producen directamente energía
utilizable por el resto de la célula (no generan ATP) En los peroxisomas también se
degradan purinas, y en las plantas, intervienen en la fotorrespiración. También se
sintetiza agua oxigenada (H2O2), y es metabolizada dentro del peroxisoma.
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4.4 CUADRO RESUMEN
NOMBRE UBICACIÒN CARACTERISTICA
S
FUNCIÒN
Citoplasma Entre la membrana
plasmática y el núcleo
Estructura coloidal
muy fina de aspecto
granuloso
Almacén donde la
célula guarda todos los
alimentos.
Núcleo
Rodeada por la
membrana nuclear
Tiene forma esférica u
ovalada.
Controla toda
actividad celular.
E
S
T
R
U
C
T
U
R
A
Nucleolo
Parte central del
núcleo
Se presenta en casi
todas las células
animales y vegetales
Los cromosomas son el
soporte físico y material
de la herencia.
Cromatina Situada en la periferie
del núcleo
tiene formas plano-
convexas,
redondeada y
semilunar, mide 0,7 x
1,2 micras
Espiraliza y forma una
estructura que se
conoce con el nombre
de cromosomas.
Membrana
Celular
Se encuentra entre el
núcleo y el citoplasma
Está perforada por
poros
nucleares
Se comunica con el
citosol mediante los
poros nucleares. Nucleoplas
ma
Se encuentra dentro
del
núcleo
Semejante al citosol o
hialoplasma
en el se encuentran
las fibras de ADN
Ribosomas
Se encuentran en la
superficie del retículo
endoplasma tico
rugoso
No son orgánelos
Se encuentran de dos
formas: 80 S. y 70 S.
Síntesis de la proteína
Lisosomas Se localizan en el
citoplasma celular.
Son vesículas
esféricas y contienen
enzimas digestivas
Digerir sustancias que
lleguen a su interior.
Vacuolas
Se encuentra
independientemente
en el citoplasma
Protegida por una
membrana
Almacena diferentes
tipos de sustancias en
la célula Retículo
Endoplasmátic
o
Desde el citoplasma
hasta la membrana
celular.
Red de membranas
interconectadas,
estan en las células
animales y vegetales
pero no procariotas
Síntesis de proteínas y
de lípidos.
Complejo de
Golgi
Por el lado del retículo
endoplasma tico y por
otro en la membrana
plasmática
Se compone de una
serie de sacos o
dictiosomas
Modificación de las
macromoléculas que la
célula sintetiza
La secreción celular de
los carbohidratos
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Tema 4
GLOSARIO
1) Nucleoporinas. Son el conjunto de proteínas que, asociadas a otras
estructuras, conforman el poro nuclear que regula y media el transporte selectivo
y bidireccional que se produce entre el núcleo y el citoplasma celular.
2) Citosol. O hialoplasma es la parte soluble del citoplasma de la célula. Está
compuesto por todas las unidades que constituyen el citoplasma excepto los
orgánulos (proteínas, iones, glúcidos, ácidos nucleicos, nucleótidos, metabolitos
diversos, etc.). Representa aproximadamente la mitad del volumen celular.
3) Protoplasma. El protoplasma es el material viviente de la célula. Está formado
por los elementos y sustancias químicas que se encuentran en la naturaleza,
formando los cuerpos o estructuras no vivientes.
PREGUNTAS.
- Como se encuentra organizado el centriolo?
- Donde se encuentra el ADN mitocondrial?
- Que son los fagosomas?
- Que son los endosomas
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TEMA 5.
5. FISIOLOGÍA CELULAR
5 FISIOLOGÍA CELULAR
5.1 INTRODUCCIÓN
Posterior a la ingesta y digestión de los nutrientes viene la última etapa que sería la
absorción. Durante el estado de absorción los nutrientes digeridos pasan al torrente
sanguíneo y una comida típica de nuestro medio requiere alrededor de 4 horas para
su absorción completa, mientras se produce la absorción se mantiene los niveles
sanguíneos de glucosa 70 a 110 mg/dL. Pasado este tiempo, principalmente los
niveles de glucosa sanguínea y los demás nutrientes comienzan a bajar bien
porque son utilizados por las células para la generación de energía ATP y/o porque
son almacenados en hígado, musculo y tejido adiposo. Es por esta razón que
podemos indicar que existe Metabolismo Durante el estado de Absorción y
Metabolismo Durante el estado de Post Absorción.
5.2 METABOLISMO DURANTE EL ESTADO DE ABSORCIÓN
Durante esta etapa acontecen las siguientes reacciones:
Del 100% de la glucosa absorbida, 50% es oxidada por las células para producir
ATP mediante el catabolismo de la glucosa, que incluye cuatro tipos de
reacciones (glucolisis, decarboxilación oxidativa, ciclo de Krebs y cadena de
transporte de electrones), ver catabolismo de la glucosa. El restante 50%, de
este un 40% se convierte en triglicéridos y se almacena en el tejido adiposo, un
10% se almacena como glucógeno en el musculo esquelético y en el hígado.
Casi todos los lípidos absorbidos de la dieta son transportados por los
quilomicrones (VLDL, LDL) para su almacenaje en el tejido adiposo, una
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pequeña proporción son utilizados para las reacciones de síntesis (ej.
Elaboración de hormonas, membranas etc.).
Los aminoácidos absorbidos que entran a los hepatocitos se desaminan
(pierden su grupo amino) para poder entrar al ciclo de Krebs y producir energía
ATP (ver catabolismo de los aminoácidos). Los que no entran a los hepatocitos
son captados por otras células, como las musculares para la síntesis de
proteínas, enzimas u hormonas.
5.3 METABOLISMO CELULAR
Las células eucariotas o en todo caso la célula humana realiza todas sus funciones
metabólicas (ej. Transporte activo, reacciones enzimáticas etc.), con la ayuda de
una molécula altamente energética, conocida como Adenosin Trifosfato o ATP, que
en si llegaría ser la gasolina para este carro que es la célula pero la pregunta es ¿de
donde sale esta gasolina o ATP? Y la respuesta es muy sencilla, proviene de la
degradación de los nutrientes que ingerimos todos los días (1' 2' 3)
A este proceso de conversión de estos nutrientes, que atraviesan distintas
reacciones químicas hasta formar esta molécula simple (ATP) se lo conoce como
Metabolismo Celular, (ver figura 1)
El metabolismo celular comprende dos procesos
(Fe'Ca' Mn' Mg' Zn^ METABOLISMO
CELULAR
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Catabolismo. Conjunto de procesos químicos por medio del cual las moléculas
grandes o complejas son descompuestos o transformados a moléculas más
simples, proceso que acontece en el interior de la mitocondria celular. Esta es la
vía por la que los nutrientes principales (proteinas, carbohidratos, y lípidos) se
descomponen a moléculas mas simples (Acetil CoA), estas últimas son las que
ingresan a las vías metabólicas del ciclo de Krebs y la cadena de transporte de
electrones cuyo resultado final es la formación de ATP.
En conjunto la reacción catabólica es exergónica, es decir, producen más energía
(ATP) de la que consume.
Anabolismo. Conjunto de reacciones químicas que combina moléculas simples
para formar elementos complejos estructurales y funcionales, en tanto este proceso
ocurre en el retículo endoplasma rugoso RER y Golgi. Entre los ejemplos de este
tipo de reacciones esta el enlazado de aminoácidos para la síntesis de proteinas; la
integración de ácidos grasos para formar fosfolípidos etc.
En contraste el anabolismo es endergónico, pues consume más energía de la que
produce.
De los tres nutrientes que ingresan a la vía catabólica el más importante es el de los
carbohidratos, porque es el que ingresa a esta vía en mayor cantidad debido a su
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alto consumo en la dieta y su descomposición aporta más Acetil CoA que los
restantes nutrientes, por consiguiente es el que mas aporta energía (ATP).
En conjunto el catabolismo de la glucosa comprende cuatro reacciones: la
glucólisis, la decarboxilación oxidativa (o formación de acetil CoA), el ciclo de Krebs
y la Cadena de transporte de Electrones.
Catabolismo, proceso de descomposición de moléculas grandes a simples
5.4 CATABOLISMO DE LA GLUCOSA
5.4.1 GLUCOLISIS
Se entiende como estado de descomposición de la glucosa a moléculas más
simples como el ácido pirúvico o piruvato
Pero antes de entender este proceso tenemos que aprender que los carbohidratos,
hidratos de carbono o almidones son la fuente de energía que más utiliza el cuerpo
para la síntesis de ATP, los órganos que utilizan más glucosa son el músculo, el
cerebro y el hígado.
La mayor parte de los hidratos de carbono de la dieta se descomponen en glucosa y
otros azucares Ej. De los lácteos en galactosa; de la azúcar refinada en sacarosa.
Todos son absorbidos en la mucosa intestinal, cuando llegan hígado son
convertidos en su mayoría en glucosa (molécula que puede ser utilizada por la
célula) .
El hígado es el que se encarga de la repartición de la glucosa a todos los tejidos y
órganos de nuestra economía humana, cuando todos los órganos están satisfechos
con su demanda metabólica no utilizan mas glucosa y como no puede sobrepasar
sus niveles en sangre (70 a 110 mg/dl) es que se almacena la glucosa
combinándose con otras moléculas de glucosa para formar otra molécula mas
grande denominada Glucógeno, a este proceso de combinación de varias
moléculas de glucosa y dar origen al glucógeno se denomina Glucogénesis, el
glucógeno se almacena en el hígado y músculo. Cuando las reservas de glucógeno
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son rebasadas el hígado transforma la glucosa en ácidos grasos que contribuye a el
acumulo de grasa en el organismo.
Ruta de la Glucólisis.
Este proceso metabólico comprende 2 vías:
Forma Aeróbica. Cuando la glucólisis se lleva a cabo con presencia de O2 y la
glucosa termina descompuesta en ac. Pirúvico.
Forma Anaeróbica. Cuando la glucólisis se lleva a cabo con ausencia de O2 y la
glucosa se descompone en escaso ac. Pirúvico y buena cantidad de ácido láctico.
Normalmente la glucosa utilizada en este proceso proviene de la degradación de
glucógeno.
Secuencia de Reacciones en la Glucólisis Aeróbica
La glicólisis es el proceso mediante el cual la molécula de glucosa, que posee seis
átomos de carbono, se degrada enzimáticamente a través de una secuencia de diez
reacciones, catalizadas por enzimas para dar dos moléculas de ácido pirúvico, que
poseen tres átomos de carbono cada una. En consecuencia la glucólisis se lleva a
cabo en una primera fase, en el citoplasma de la célula y en una segunda fase en el
interior de la mitocondria (ver figura 2).
1. Primera Fase o inversión de energía:
a) La glucosa recibe un grupo fosfato proveniente de un ATP, a lo que se
denomina fosforilación de la glucosa, gracias a la enzima hexocinasa (1).
b) La glucosa-6-fosfato se convierte en fructuosa-6-fosfato por la enzima
fosfatoglucoisomerasa (2).
c) La fructosa-6-fosfato gana otro fosfato, cedido por otro ATP, para convertirse
en fructuosa- 1,6-difosfato por la enzima, fosfofructocinasa (3).
d) La fructosa-1,6-difosfato se divide en dos moléculas, de tres átomos de
carbono, que son: fosfato de dihidroxiacetona y gliceraldeído 3-fosfato
(G3P), por la enzima aldolasa (4).
e) El fosfato de dihidroxiacetona se convierte en gliceraldeído 3-fosfato (G3P)
por la acción de la enzima isomerasa (5)
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Fuente. Biblioteca virtual del Curso Prefacultativo, Fac. Medicina UMSA. Gestión 2009.
Modificado Mendoza - Velásquez
2. Segunda Fase o glucólisis en la mitocondria.
a) El gliceraldeído 3-fosfato (G3P) gana un fósforo inorgánico gracias a la
enzima dehidrogenasa de gliceraldeído 3-fosfato (6), convirtiéndose en
1,3-difosfotoglicerato y sede un electrón, para la formación de una NADH.
b) El 1,3-difosfotoglicerato pierde un fósforo gracias a la enzima
fosfatoglicerocinas (7), para convertirse en 3-difosfotoglicerato, formando de
esta manera un ATP.
c) El 3-difosfotoglicerato se convierte en 2-difosfotoglicerato por la enzima
fosfatogliceromutasa (8).
d) El 2-difosfotoglicerato se convierte en fosfatoenolpiruvato por la enzima
enolasa (9) y genera una molécula de agua.
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e) El fosfatoenolpiruvato sede su fosfato para generar una ATP gracias a la
enzima piruvatocinasa (10) y se convierte en ácido pirubico.
5.5 DECARBOXILACION OXIDATIVA
Este fenómeno acontece en el interior de la matriz mitocondrial
a) El ácido pirúvico pierde un átomo de carbono en forma de CO2, motivo por el que
se llama decarboxilación (1a reacción de la respiración celular) y a la ves
pierde 2 átomos de hidrogeno en forma de un ion hidruro (H-), mas un ion
hidrogeno (H+). La coenzima NAD (Nicotin Adenin Dinucleótido, derivado de la
vit. B3) capta al ion (H-) y el ion (H+) es liberado a la matriz mitocondrial; el
fragmento de dos carbonos de ac. Pirúvico se denomina grupo Acetil.
b) El acetil se une con la coenzima A para convertirse en acetil CoA, lista para
ingresar al ciclo de Krebs. (también llamado ciclo del ácido tricarboxílico o ciclo
de Krebs).
Rendimiento energético de la Glucólisis.
En resumen aunque la glucólisis utiliza 2 moléculas de ATP, produce 4 ATP, con
una ganancia neta de 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa que se
degrada.
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5.6 CICLO DE KREBS O CICLO DEL ÁCIDO TRICARBOXÍLICO
Este ciclo fue descubierto por Hans Adolf Krebs, bioquímico británico que
presentó este importante avance científico en 1937. El ciclo de Krebs, es una
sucesión de reacciones químicas que ocurren dentro de la célula, específicamente
en la matriz mitocondrial, donde las moléculas nutritivas (proteinas, carbohidratos y
lípidos) se degradan a estructuras más simples produciéndose dióxido de carbono,
agua y energía. El ciclo de Krebs ocurre en todos los animales, plantas superiores y
en la mayoría de las bacterias, en todas las células que tienen núcleo.
Es un conjunto de reacciones químicas en la que el producto final de la degradación
de los nutrientes, Acetil CoA, ingresa para realizar una secuencia de pasos
metabólicos, interviniendo en estas reacciones químicas 10 enzimas.
a) Este ciclo enzimático comienza con la unión de la acetil CoA con ácido
oxalacético, para formar otra molécula, acido cítrico.
b) En este ciclo metabólico se pierde 2 átomos de carbono en forma de CO2
(proceso conocido como decarboxilación), en el proceso de conversión de a.
isocitrico a alfa cetoglutárico se pierde un carbono (2a reacción de la
respiración celular que libera CO2) y lo mismo acontece en el proceso de
conversión de alfa cetoglutárico a succinil CoA (3a reacción de la respiración
celular que libera CO2). Consecuentemente en estos últimos mencionados y
en el paso de conversión de ac. málico a oxal acético es que se pierden iones
hidrogeno, los cuales son captados por coenzimas NAD y FAD, (NAD = Nicotin
Adenin Dinucleótido, derivado de la vit. B3) y (FAD = Flavin Adenin Dinucleótido,
derivado de la vit. B2) que se reducen a NADH + H+ y FADH + H+
c) El ciclo termina con el ácido oxal acético regenerado que puede combinarse con
otra molécula de acetil CoA, e iniciar de nuevo el ciclo, ver figura 3.
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d) Los átomos de carbono liberados, bien pueden ser utilizados por la misma célula
para la síntesis de otras estructuras (anabolismo) o pueden ser eliminados de la
célula a la sangre y de la sangre a los pulmones, los átomos de hidrogeno pasan
a la cadena de transporte de electrones con la ayuda de las coenzimas NAD y
FAD con el objetivo de liberar energía ATP en gran proporción.
e) En el ciclo de Krebs, sólo se destruyen los grupos acetilo; tanto las diez enzimas
que llevan a cabo las diferentes reacciones, los compuestos intermedios
elaborados en este ciclo metabólico, pueden volver a utilizarse una y otra vez.
Muchos de los compuestos intermedios que se producen en el ciclo se usan
también como materiales de construcción para la síntesis de aminoácidos,
hidratos de carbono y otros productos celulares.
Resumen del ciclo de Krebs con sus pasos mas importantes
Rendimiento Energético del Ciclo de Krebs.
Dado que cada molécula de glucosa termina dando 2 piruvatos, cada uno de estos
dará un acetil CoA, por consiguiente una molécula de glucosa originara 2 acetil CoA
y por cada vuelta del ciclo de krebs solo ingresa un acetil CoA.
Entonces por cada vuelta en el ciclo de Krebs se produce la siguiente cantidad de
ATP.
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CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES
Es un conjunto de proteinas integradas a la membrana mitocondrial interna, que se
caracterizan por captar y transportar electrones (e-).
Transportadores de Electrones.
Como se menciono es un conjunto de proteinas, que están formados por varios
tipos de moléculas y átomos que sirven como transportadores de electrones:
Mononucleótido de flavina (FMN) al igual que el FAD es una flavoproteina
derivada de la vitamina B2.
Citócromos. Son proteinas que contienen un grupo hem en cuyo interior alojan a
un grupo Fe++ o Fe+++ existen varios tipos de citócromos cit-a, cit-b, cit-c etc.
Los centros hierro azufre (Fe-S), contienen dos o cuatro átomos de hierro que se
unen a tomos de azufre.
Átomos de cobre (Cu), enlazados a dos proteinas, también participan en la
transferencia de electrones.
La Coenzima Q (ubiquinona) es un transportador no proteína
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Secuencia de Pasos para el transporte de Electrones y la Generación
quimiosmótica de ATP.
Los transportadores de electrones se agrupan en tres complejos; cada uno de los
cuales actúa como bomba de protones, expulsando iones H+ de la matriz
mitocondrial al espacio comprendido entre la membrana mitocondrial interna y
externa. Cada uno de los complejos expulsa iones H+ y transporta electrones de la
siguiente manera:
1. Primera bomba es complejo deshidrogenada NADH, contiene FMN y cinco o
mas centros de Fe-S, NADH + H+1 este complejo es el primero en captar
electrones y luego pasa los electrones al segundo complejo.
2. Segunda bomba es el complejo citocromo b-c1, contiene Citócromos un
centro hierro azufre, recibe los electrones del primer complejo y luego los pasa al
tercer complejo.
3. La tercera bomba es el complejo citocromo oxidasa, que contiene Citócromos
a y a3 y dos átomos de cobre, este complejo recibe los electrones que vienen del
segundo complejo. Y este último transfiere los electrones a la mitad de una
molécula de oxigeno, gracias a esto el oxigeno recibe carga negativa y capta H+
del medio circundante para formar H2O (esta la única parte de la respiración
celular en la que se consume O2).
A medida que se van captando electrones, las tres bombas expulsan iones
H+ al espacio entre la membrana mitocondrial interna y externa pero la
pregunta es ¿de donde provienen los iones H+? y la respuesta es que
provienen del ciclo de Krebs que son transportados por coenzimas como el
NAD y el FAD. Esta alta concentración de iones H+ crea un gradiente
electroquímico (positivo) en relación al lado opuesto (con cargas negativas),
creando una fuerza motriz que permite el paso de H+ a la matriz mitocondrial,
utilizando unos canales específicos de H+ , conforme los hidrógenos
atraviesan su canal, se genera ATP a partir de ADP que recibe un Pi. A este
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paso de los iones H+ a la matriz mitocondrial se le conoce como efecto
Quimiosmótico y al proceso de generar ATP a partir de un ADP se le conoce
como fosforilación oxidativa.
Rendimiento Energético en la Cadena de Transporte de Electrones.
Las distintas transferencias de electrones en la cadena de transporte generan 32 o
34 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa oxidada. Por tanto durante la
respiración celular se pueden generar de 36 o 38 ATP de una molécula de glucosa.
Figura.6. Cadena de transporte de Electrones, proceso que se realiza
en la membrana interna de la mitocondria; el oxigeno es el ultimo aceptor de electrones.
Fuente. Universidad las Americas, Educación Online. Respiración Celular Anaeróbica y
aeróbica: Biología General y celular. 2006, modificado Mendoza Velásquez
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Tema 5
GLOSARIO
1) Aeróbico, son los organismos que necesitan del oxígeno diatómico para vivir o
poder desarrollarse.
2) Anabolismo, encargada de la síntesis o bioformación de moléculas orgánicas
(biomoléculas) más complejas a partir de otras más sencillas o de los nutrientes,
con requerimiento de energía (reacciones endergónicas)
3) Anaeróbico, son los organismos que no utilizan oxígeno (O2) en su
metabolismo, más exactamente que el aceptor final de electrones es otra
sustancia diferente del oxígeno.
4) Degradación, se refiere a varias reacciones en que las moléculas orgánicas
pierden uno o varios átomos de carbono, o donde las moléculas complejas se
descomponen en otras más simples
5) Endergónico, (también llamada reacción desfavorable o no espontánea) es una
reacción química en donde el incremento de energía libre es positivo.
6) Enzima, son moléculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones
químicas, siempre que sea termodinámicamente posible (si bien no pueden
hacer que el proceso sea más termodinámicamente favorable).[
7) Metabolismo, Conjunto de reacciones anabólicas (biosíntesis), reacciones
catabólicas (degradación) y reacciones anfibólicas (que valen tanto para lo uno
como para lo otro, dependiendo del estado fisiológico de la célula).
PREGUNTAS
- Que es el METABOLISMO CELULAR
- El CATABOLISMO de la glucosa comprende de cuatro reacciones mencione
cuales son:
- Menciones la secuencia de reacciones en la glucolisis AERÓBICA
- Que es el CICLO DE KREBS o ciclo del ÁCIDO TRICARBOXILICO
- Que es una CADENA DE TRANSPORTE de electrones
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TEMA 6.
6. HISTOLOGÍA TEJIDO EPITELIAL Y CONECTIVO
6 HISTOLOGÍA TEJIDO EPITELIAL Y CONECTIVO
6.1 HISTOLOGÍA
La Histología (gr. histos = tejido; logos = estudio, tratado), es estudio microscópico
de los tejidos (grupos de células similares interrelacionadas que cooperan para
llevar a cabo una función biológica determinada) de animales y plantas. La biopsia
proporciona una información científica valiosa a cerca de las enfermedades,
mientras que los estudios histológicos que se efectúan después de la autopsia
revelan los cambios tisulares que han conducido a la muerte.
6.2 MICROSCOPIO ÓPTICO
El microscopio más utilizado es el óptico, se sirve de la luz visible para crear una
imagen aumentada del objeto.
El microscopio óptico más simple es la lente biconvexa con una distancia focal
corta. Estas lentes pueden aumentar un objeto hasta 15 veces.
Por lo general se utiliza microscopio compuesto, que disponen de varias lentes con
las que se consiguen aumentos mayores. Algunos microscopios ópticos pueden
aumentar un objeto por encima de las 2.000 veces.
6.2.1 PARTES DEL MICROSCOPIO ÓPTICO
El microscopio compuesto consiste en dos sistemas de lentes, el objetivo y el
ocular, montados en extremos opuestos de un tubo cerrado. El objetivo está
compuesto de varias lentes que crean una imagen real aumentada del objeto
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examinado. Las lentes de los microscopios están dispuestas de forma que el
objetivo se encuentre en el punto focal del ocular. Cuando se mira a través del
ocular se ve una imagen virtual aumentada de la imagen real. El aumento total del
microscopio depende de las longitudes focales de los dos sistemas de lentes.
6.2.1.1 SISTEMA ÓPTICO
a) OCULAR. Lente situada cerca del ojo del observador. Amplía la imagen del
objetivo.
b) OBJETIVO. Lente situada cerca de la preparación. Amplía la imagen de
ésta.
6.2.1.2 SISTEMA LUMINOSO
a) FOCO. Dirige los rayos luminosos hacia el condensador
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b) CONDENSADOR. Lente que concentra los rayos luminosos sobre la
preparación.
c) DIAFRAGMA. Regula la cantidad de luz que entra en el condensador
6.2.1.3 SISTEMA MECÁNICO
a) SOPORTE. Mantiene la parte óptica. Tiene dos partes:
b) El pie o base. El brazo.
c) PLATINA. Lugar donde se deposita la preparación.
d) CABEZAL. Contiene los sistemas de lentes oculares. Puede ser monocular,
binocular.
e) REVÓLVER. Contiene los sistemas de lentes objetivos. Permite, al girar,
cambiar los objetivos.
f) TORNILLOS DE ENFOQUE.
Macrométrico que aproxima el enfoque y Micrométrico que consigue el enfoque
Correcto.
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6.2.1.4 CASOS DE LA FORMACIÓN DE LA IMAGEN
PRIMER CASO. El objeto iluminado se encuentra en el infinito, la imagen se
encuentra reducida a un punto que se encuentra en el foco principal.
SEGUNDO CASO. El objeto esta entre el infinito y el centro de curvatura es una
imagen invertida y de menor tamaño.
TERCER CASO. El objeto esta en el centro de curvatura y por lo tanto da una
imagen real y del mismo tamaño.
CUARTO CASO. El objeto se encuentra entre el centro de curvatura y el foco
principal, forma una imagen real, invertida y de mayor tamaño que el objeto.
Este caso se forma en la lente del objetivo del microscopio óptico.
QUINTO CASO. El objeto se halla en el mismo foco principal, los rayos
refractados salen paralelos al eje principal por lo tanto no forma imagen ni real,
ni virtual pues los rayos se prolongan en el infinito.
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SEXTO CASO. El objeto esta entre el foco principal y la lente, se observa una
imagen virtual derecha y de mayor tamaño que el objeto, pero en el mismo lado
de la lente en el que se halla el objeto. Este caso se forma en la lente del ocular
del microscopio óptico.
6.2.2 TIPOS DE MICROSCOPIO
MICROSCOPIO DE CAMPO OSCURO. Se aplica para observar partículas
pequeñas con poco contraste
1. En vez del condensador del microscopio óptico, tiene un condensador
parabólico.
2. Los rayos que vienen de la fuente luminosa, se desvían y atraviesan el objeto de
estudio en forma tangencial.
3. Nos permite ver partículas o sustancias sin colorantes.
4. Nos da un brillo y por el brillo denotamos la forma, el tejido.
MICROSCOPIO DE POLARIZACIÓN. En lugar del condensador está el prisma de
nicol.
1. Detrás del objetivo está el analizador, por este tipo de prisma la luz se vuelve en
luz plana.
2. Las sustancias que no son isótopas, pasan la luz recta.
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3. Polarización es el paso de un rayo de luz a través de una sustancia y se divide y
produce dos rayos a partir de uno, ocurre en
sustancia cuyos átomos tienen un ordenamiento
periódico.
4. Este microscopio tiene dos componentes uno
polarizador y otro analizador, están colocados de
manera tal que sus ejes principales sean
perpendiculares.
MICROSCOPIO DE CONTRASTE DE FASES.
1. Exagera la diferencia de fases, lo que es normal y
atenuado (variación de tonalidades).
2. No necesitamos darle color a la célula.
3. Se puede estudiar al natural. Tiene otro tipo de
condensador (condensador de hendidura).
4. Los cuerpos no teñidos son difíciles de observar, si
son transparentes toda su superficie tiene la
misma densidad óptica.
5. Para observar en vivo imágenes de cuerpos
transparentes se usa este microscopio.
6. La luz pasa por un cuerpo transparente con
diferentes índices de refracción, disminuye la
velocidad y cambia de dirección.
7. El sistema óptico permite encontrar estas fases,
difiere del microscopio común.
MICROSCOPIO DE RAYOS ULTRAVIOLETAS
1. La lente que es de vidrio es sustituido por lentes
de cuarzo y la iluminación se produce por unas
lámparas de mercurio.
2. Este microscopio generalmente se lo usa para
MICROSCOPIO ELECTRÓNICO
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estudiar tejido renal en una sustancia, donde por lo general se busca
anticuerpos (los tejidos analizados por este sistema no se puede guardar
porque va perdiendo fluorescencia).
MICROSCOPIO ELECTRÓNICO.
1. Está formado por un cátodo que tiene un filamento de Tungsteno el cual es
estimulado por el ánodo con voltaje (60000 a 100000 voltios).
2. Una vez estimulado el filamento, con el voltaje se libera electrones que son
enviados al vacío y luego concentrado por imanes, pasan el tejido a estudiar y
luego son recuperados en una pantalla.
3. Un flujo de electrones puede ser desviado por un campo magnético.
4. Estos cambios permiten observar a mayor magnificación en una pantalla
fluorescente o en una placa fotográfica.
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6.3 HISTOGÉNESIS
El desarrollo del ser humano se inicia con la fecundación del óvulo por el
espermatozoide, se convierte en un cigoto, el cual se divide en dos células hijas y
está a su vez en otras dos. Llegar a un cúmulo de células a la que se la denomina
mórula, en su interior forma una cavidad por lo que denomina gástrula y
posteriormente se convierte en un blastocisto.
Dentro el blastocisto se desarrolla las células formando una masa celular interna
donde forman tres capas:
1. ECTODERMO (gr. ektos = fuera, dermos = piel), origina al sistema
nervioso central, la piel y las faneras; glándula mamaria, esmalte de los
dientes.
2. MESODERMO (gr. meso = en medio), origina a los huesos, cartílagos,
músculos, mesotélios, corazón, suprarrenal, bazo y otros tejidos
conectivos.
3. ENDODERMO (gr. endo = dentro), origina al tubo digestivo, tráquea,
pulmones, faringe, tiroides, timo y sus anexos.
6.4 COMPLEJOS DE UNIÓN
Las células que están en contacto directo entre sí suelen desarrollar uniones
intercelulares especializadas, en las que participan las membranas celulares y otros
componentes. Estas estructuras impiden el paso de sustancias o establecen
comunicaciones rápidas entre ellas.
Con el microscopio electrónico se observan los denominados complejos de unión
(ing. "junctional complex"), que corresponden a las barras terminales. Estos están
compuestos por lo general por 3 tipos distintos de contactos, denominados: zonula
occludens, zonula adhaerens y mácula adhaerens o desmosoma.
UNIONES ESTRECHAS O ZONULA OCCLUDENS. (ing. "tight junction") La
uniones estrechas o apretadas son áreas de conexión intima entre las
membranas celulares adyacentes, a tal punto que no queda espacio entre sí y
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no es posible el paso de sustancias entre ellas. Está inmediatamente por debajo
de la superficie libre del epitelio, donde la capa externa de las membranas de
dos células vecinas se acercan hasta fusionarse, aparentemente. La
denominación zonula se debe a que la superficie yuxtaluminal de fusión de
membranas se extiende alrededor de toda la periferia de la célula, a manera de
un cinturón. En dirección luminal-basal. La zonula tiene un ancho de unos 0.2
Dm. Con grandes aumentos se distingue que las membranas sólo están en
contacto entre sí a lo largo de una serie de puntos, en la que las dos láminas
exteriores de cada membrana se visualizan como una única línea y realmente
parecen fusionarse. Este tipo de uniones se encuentra en el intestino, que no
permite el paso del contenido intestinal a la cavidad peritoneal o torrente
sanguíneo.
UNIONES EN HENDIDURA O ADHERENTES, ZONULA ADHAERENS. La
unión en hendidura es semejante al desmosoma, presentan un espacio o
hendidura de forma hexagonal delimitadas por proteínas (conexina) que forman
grupos de poros, cada uno de 1 a 2 nm de diámetro que permiten el paso de
iones y otras moléculas. Este tipo de contacto se encuentra justo por debajo de
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la zonula occludens, donde las membranas parecen divergir y luego ubicarse a
una distancia aproximadamente 20 nm. En la zonula adhaerens las membranas
trilaminares opuestas tienen aspecto común, pero sobre la superficie interna
citoplasmática se observa una acumulación de filamentos. Esta banda periférica
de filamentos citoplasmáticos en algunos epitelios está unida a la denominada
red terminal, que es un entrecruzamiento transversal de finos filamentos en el
citoplasma más apical.
DESMOSOMA. Es el tercer componente de un complejo típico. Se observan
las membranas adyacentes, separadas por un espacio intercelular de
aproximadamente 20 nm de ancho. En la cara citoplasmática de cada
membrana celular se observa material electrondenso, eldisco denso. Estos
discos densos son el sitio de unión de tonofilamentos citoplasmáticos, que
convergen hacia los desmosomas. Los tonofilamentos no terminan en el disco
denso, sino que los contactan, forman un lazo cerrado en la capa densa y
vuelven al citoplasma, lejos del desmosoma. A menudo se observa una línea
llena en el medio del espacio intercelular frente al desmosoma. Además, el
espacio intercelular está ocupado por un material amorfo poco electrondenso
(filamentos proteicos que cruzan el espacio intercelular).
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HEMIDESMOSOMAS. Compuestos por la mitad de un desmosoma, se
encuentra en la capa basal del epitelio plano estratificado, donde las células no
están en contacto con células vecinas, sino que limitan con sustancia
intercelular del tejido conectivo subyacente. Sobre la superficie citoplasmática
de la membrana celular se encuentran placas de inserción compuestas por
desmoplaquinas y otras proteínas; los tonofilamentos de queratina se insertan
en esta placa, a diferencia lo que ocurre en los desmosomas, en el que los
filamentos entran en la placa y a continuación hacen una vuelta aguda para salir
del mismo. Generalmente se consideran que los desmosomas desempeñan un
importante papel en la unión entre las células. Además, en ciertas
enfermedades de la piel hay perdida de desmosomas, lo que se correlaciona
con perdida de adhesión celular y mayor descamación de las células
superficiales del epitelio.
NEXO ("GAP JUNCTION"). Éste es un contacto semejante a una placa, que se
encuentra sobre las caras laterales de las células epiteliales. Anteriormente se
confundía el nexo con la zonula occludens debido al espacio (ing. "gap") de solo
2 nm entre las membranas celulares enfrentadas. Con la técnica actualmente
empleada y con gran aumento se observa un espacio intercelular, de diámetro
constante de 2 nm. A lo largo de toda la zona de contacto. Esto ha sido
demostrado definitivamente con sustancia electrondensas como el lantano, que
es capaz de penetrar en el espacio. Se ha demostrado de este modo, además
, la existencia de una subunidad en el espacio. En preparados con lantano en
los que el plano de corte pasa tangencialmente a la membrana plasmática se
observan las subunidades extracelulares dispuestas en un esquema hexagonal.
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MEMBRANA BASAL
La membrana basal se encuentra entre el epitelio y el tejido conectivo, Esta lámina
funciona como filtro molecular y como sostén flexible y firme para el epitelio
suprayacente; esta compuesta a su vez por dos capas:
LAMINA BASAL. Compuesta por dos regiones:
o LAMINA LUCIDA. Compuesta de glucoiproteinas, laminina y entactina.
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o LAMINA DENSA. Compuesta por una malla de colágena.
LAMINA RETICULAR. Formada por el tejido conectivo adyacente.
6.5 TEJIDOS
La célula es una unidad anatómica y funcional, que puede especializarse para
formar tejidos. Los tejidos se forman por la agrupación de células con la misma
función especial. Los órganos se forman de la agrupación de los tejidos. Los
órganos forman sistemas y los sistemas aparatos.
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6.5.1 CLASIFICACIÓN
Se clasifica los tejidos en cuatro grupos a saber:
TEJIDO EPITELIAL
TEJIDO CONJUNTIVO
TEJIDO MUSCULAR
TEJIDO NERVIOSO
6.5.1.1 TEJIDO EPITELIAL
El tejido epitelial o epitelio, (gr. épi = sobre, thelé = pezón), esta compuesto por
células dispuestas en una o varias capas, la unión celular es estrecha quedando
escaso espacio intercelular. La superficie epitelial mira hacia la luz del órgano
tubular o al exterior del cuerpo, su extremo interno se adhiere a la membrana basal,
ésta formada a su vez por dos capas, la lámina basal de fibras colágenas y de
proteínas; y la lámina reticular formada por fibras reticulares y la fibronectina.
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El epitelio tiene las funciones de: protección, filtración, secreción absorción y
excreción. El tejido epitelial es avascular, es decir, carecen de irrigación arterial y su
nutrición proviene del tejido conectivo adyacente. El tejido epitelial se clasifica de
acuerdo a la forma de sus células y a las capas que lo componen.
EPITELIO PLANO SIMPLE
El epitelio plano simple, esta compuesto por células planas, poligonales y
aplastadas. Vistas desde la superficie forman un mosaico, puesto que tienen borde
ondeado o recortado.
El núcleo que es esférico u ovoide, se encuentra en el centro de la célula donde
forma una protuberancia en el citoplasma.
Vistas de perfil, en ángulo recto desde la superficie del epitelio, las células son
fusiformes, es decir, más fina en los extremos que en la parte central que incluye el
núcleo.
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El epitelio plano simple se encuentra en muchos sitios. Por ejemplo, forma la capa
parietal de la cápsula de Bowman en el riñón y se encuentra como mesotelio (la
pleura, el peritoneo y el pericardio) dentro de las grandes cavidades del organismo,
al igual que como endotelio en la luz del corazón y de todos los vasos sanguíneos y
linfáticos. Tiene función de difusión, ósmosis, filtración, secreción y absorción.
EPITELIO CÚBICO SIMPLE
El epitelio cúbico simple, visto desde la superficie, las células forman un mosaico de
pequeños polígonos, en un corte transversal a la capa son aproximadamente
cuadradas. El núcleo es esférico y esta ubicado en el centro.
El epitelio cúbico simple se encuentra, por ejemplo, en los pequeños conductos
excretores de muchas glándulas, en los folículos de las glándulas tiroides, la cara
anterior de la cápsula del cristalino, en los túbulos renales y en la superficie libre de
los ovarios. Participa en la absorción y secreción.
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EPITELIO CILÍNDRICO SIMPLE
El epitelio cilíndrico simple, en cortes tangenciales, sus células forman un mosaico
semejante al del epitelio cúbico simple, pero el contorno de las células es menor.
Vistas de perfil, las células son como columnas y su altura varia desde un poco más
altas que las cúbicas hasta muy altas. Por lo general los núcleos son ovalados y
suelen estar ubicados aproximadamente a la misma altura, normalmente cerca de
la base celular.
El epitelio cilíndrico simple recubre por ejemplo la superficie interna del tubo
digestivo desde el cardias hasta el ano y es el epitelio secretor característico de las
glándulas. También tiene función de absorción y secreción.
En ocasiones, la superficie libre puede presentar prolongaciones móviles,
denominadas flageloso cilias. El epitelio cilíndrico simple ciliado se encuentra por
ejemplo en la trompa del útero.
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EPITELIO CILÍNDRICO SEUDO ESTRATIFICADO
El epitelio cilíndrico seudoestratificado, todas las células se apoyan sobre la
membrana basal, pero no todas llegan hasta la superficie libre. Las células que
alcanzan la superficie son cilíndricas, pero afinadas hacia la membrana basal. Entre
las prolongaciones básales finas de estas células se encuentran células mas bajas,
más anchas contra la membrana basal, mientras que el extremo apical ahusado
solo se extiende hasta un punto determinado del espesor del epitelio. El núcleo se
encuentra en la parte más ancha de ambos tipos celulares, por lo que los núcleos se
observan en distintos niveles. Por lo tanto, el epitelio parece ser estratificado sin
serlo, y se denomina seudo estratificado. La denominación estratificado se refiere a
las filas de núcleos.
El epitelio cilíndrico seudo estratificado se encuentra, por ejemplo, en los grandes
conductos de excreción de muchas glándulas. Este tipo de epitelio suele estar
recubierto de cilias, y se encuentra por ejemplo epitelio cilíndrico seudo estratificado
ciliado en las vías aéreas.
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EPITELIO PLANO ESTRATIFICADO
En el epitelio plano poliestratificado, el número de capas varia notablemente, pero
por lo general la capa de epitelio es gruesa y la forma de distribución de las células
es característica. El perfil de las células varían desde la base hasta la superficie
libre.
La capa más cercana a la membrana basal esta compuesta por células cúbicas
altas o cilíndricas, ordenadas en una hilera definida, luego siguen varias capas de
células poliédricas irregulares, que por lo general son muy grandes que las células
de la capa basal. A medida que las células se acercan a la superficie libre, se van
achatando paralelamente a ésta, hasta hacerse escamosas. Son estas células más
extensas, planas, las que han dado origen al nombre de epitelio plano estratificado.
El epitelio plano estratificado es el protector más importante del organismo. Forma
la epidermis y recubre, además, las fauces y el esófago.
En la superficie externa expuesta, las células exteriores pierden sus núcleos.
Además, el citoplasma es reemplazado por queratina, por lo que las células se
secan y quedan escamosas. Por ello el epitelio se denomina córneo o
queratinizado. En las mucosas interiores, por ejemplo en las fauces y la vagina, las
células superficiales no pierden sus núcleos, y la capa de epitelio se describe no
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queratinizado. La queratina esta presente en ambos tipos de epitelio, pero solo
produce la verdadera capa córnea en la superficie de la piel.
EPITELIO CÚBICO ESTRATIFICADO
Tanto epitelio cúbico estratificado como el epitelio cilíndrico estratificado se
presentan con poca frecuencia, pero se encuentra un epitelio cúbico de dos capas
en los conductos de excreción de las glándulas sudoríparas.
EPITELIO CILÍNDRICO ESTRATIFICADO
El epitelio cilíndrico estratificado se presenta con poca frecuencia. Las capas
celulares más profundas de este epitelio se asemejan mucho a las del epitelio plano
estratificado, pero las células superficiales tienen forma cilíndrica o cúbica elevada.
Se encuentra por ejemplo, en ciertas glándulas mayores y una parte de la uretra
masculina.
EPITELIO DE TRANSICIÓN
La denominación de epitelio de transición se debe a que este epitelio originario se
consideraba como una forma de transición entre el epitelio plano estratificado y el
epitelio cilíndrico estratificado.
Todas las células epiteliales están capacitadas en cierto grado para acomodarse en
cuanto a forma por influencias que modifican la superficie del epitelio, pero esta
propiedad esta muy acentuada en el epitelio de transición, que recubre órganos con
grandes variaciones en su volumen.
En estado de contracción se observan muchas capas celulares, de las cuales las
más básales tienen forma cúbica a cilíndrica. Luego se continúan varias capas de
células poliédricas, que finalizan con una capa superficial de grandes células con
una superficie libre convexa característica.
En estado dilatado, es decir, cuando el órgano hueco está estirado, se modifica la
distribución de las células como forma de acomodarse a la variación de la
superficie, y por lo general se observan sólo 1 o 2 capas de células cúbicas,
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cubiertas por una capa superficial de células grandes, cúbicas bajas o casi
aplastadas.
El epitelio de transición se encuentra exclusivamente en las vías urinarias
excretoras, es decir, cálices, uréteres, vejiga urinaria y parte de la uretra.
GLÁNDULAS
Las Glándulas, son células o conjunto de células que produce secreciones o
excreciones de sustancias químicas, por medio de conductos que se abren a una
superficie externa o interna. Las glándulas se clasifican por su forma en tubulares o
saculares (forma de saco), y por su estructura en simples o compuestas. Las
glándulas sebáceas y las sudoríparas son glándulas tubulares simples saculares y
tubulares, respectivamente. El riñón es una glándula tubular compuesta, y las
glándulas lacrimales son saculares compuestas.
Existen dos tipos principales de glándulas:
• De secreción interna o endocrinas.
• De secreción externa o exocrinas.
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Algunas, como el páncreas, producen secreciones internas y externas. Debido a
que las glándulas endocrinas producen y liberan hormonas directamente a la
circulación sanguínea sin pasar a través de un conducto se denominan glándulas
sin conducto.
GLÁNDULAS EXOCRINAS
Las glándulas exocrinas (gr. krínein = eliminar) vierte su producto o secreción a una
superficie externa o interna ( la piel o al tubo digestivo).
MECANISMO DE SECRECIÓN
SECRECIÓN MEROCRINA. (gr. méros = parte). El producto de la secreción es
liberado sin perdida de la sustancia celular. Por ejemplo, secreción por
exocitosis de las glándulas exocrinas del páncreas
SECRECIÓN APOCRINAS. (gr. apó = alejado de algo). Se pierde una parte del
citoplasma apical junto con el producto de secreción. Las partes rotas de la
membrana celular nuevamente se unen. Ejemplo, las glándulas sudoríparas y
las glándulas mamarias
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SECRECIÓN HALOCRINA. (gr. halos = entero, total) El producto de la
secreción es con perdida completa de la célula. Ejemplo, las glándulas
sebáceas de la piel, donde las células se rompen liberando todo el contenido de
lípido acumulado.
CLASIFICACIÓN DE LAS GLÁNDULAS EXOCRINAS
Se clasifica en:
1. UNICELULARES. Está compuesta por una sola célula secretora, como las
células caliciformes que se encuentran en el epitelio mucoso, éstas células
secretan mucina que es una glucoproteína. La mucina unida al agua se
convierte en mucus.
2. MULTICELULARES. está compuesta por varias células que forman túbulos o
acinos donde vierte su secreción se dividen en:
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a. INTRAEPITELIALES. Es un cúmulo de células glandulares que se
encuentra incluidas en las células de los epitelios, por ejemplo las células de
Littre de la uretra.
b. CON CONDUCTOS DE EXCRECIÓN. Son:
Simples, presenta un conducto de excreción no ramificado
Tubular simple, la poción secretora es tubular y recta. Ejemplo: las
glándulas del intestino grueso.
Tubular sencilla ramificada, la porción secretora es tubular y ramificada.
Ejemplo: las glándulas gástricas.
Tubular simple enrollada, la porción secretora es tubular y enrollada.
Ejemplo: las glándulas sudoríparas.
Acinar simple, la porción secretora tiene la forma de un balón o matraz.
Ejemplo: las glándulas de la uretra esponjosa.
Acinar simple ramificada, la porción secretora tiene la forma de un bolón o
matraz y es ramificada.
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3. COMPUESTAS. El conducto de excreción presenta ramificaciones.
Tubular compuesta, la porción secretora tiene forma de tubo compuesta.
Ejemplo: las glándulas bulbouretrales de Cowper.
Acinar compuesta, la porción secretora tiene forma de bolón o matraz.
Ejemplo: las glándulas mamarias.
Tubuloacinar compuesta, la porción secretora tiene la forma de tubo y balón
o matraz. Ejemplo: las glándulas acinares del páncreas.
6.5.1.2 TEJIDO CONECTIVO
El tejido conectivo o conjuntivo, es el tejido que sostiene el organismo animal y que
conecta sus distintas partes. Se origina en las células de la capa mesodérmica
embrionaria y da lugar a varios tipos de tejido.
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CÉLULAS DE TEJIDO CONECTIVO
Las células derivan del mesodermo embrionario, por lo que se las denomina
mesenquimatosas.
Otras células son componentes de los glóbulos blancos de la sangre.
I. FIBROBLASTO. Son células fusiformes, grandes y planas, con
prolongaciones citoplasmáticas, son las verdaderas células del tejido
conectivo, tiene la función de secretar fibras (colágenas, elásticas) y
sustancia fundamental de la matriz.
II. MACRÓFAGO O HISTIOCITOS. Derivan de loas monocitos de la serie
blanca de la sangre, de forma irregular con ramificaciones cortas, son
fagocíticas de las bacterias y desechos celulares. Algunos macrófagos son
fijos y se encuentra en el parénquima pulmonar denominados células de
Kupffer y las células gigantes de Langhans.
III. CÉLULAS PLASMÁTICAS. De forma redondeada y pequeñas, con núcleo
excéntrico, se originan juntamente con los leucocitos, éstas células secretan
anticuerpos, y son parte del sistema inmunitario.
IV. CÉLULAS CEBADAS O MASTOCITOS. De forma irregular y grandes,
secretan histamina, mediador químico de la inflamación.
V. ADIPOSITOS O CÉLULAS GRASAS. Almacena lípidos o triglicéridos y se
encuentran debajo de la piel. Al microscopio óptico se observan como células
en anillo de sello.
MATRIZ EXTRACELULAR
La matriz extracelular, compuesta por sustancia básica o fundamental y fibras,
tienen la característica de resistir fuerzas de compresión y estiramiento.
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SUSTANCIA BASICA O FUNDAMENTAL. Compuesto por un material hidratado
amorfo de glucosaminoglucanos, polímeros no ramificados largos de disacáridos
repetitivos, proteolucanos, centro proteínicos en los cuales están elanzados
diversos glucosaminoglucanos y glucoproteínas.
FIBRAS. La fibras de la sustancia fundamental son las fibras colágenas y elásticas:
FIBRAS COLÁGENAS. No son elásticas y resisten al estiramiento; están
compuestas de tropocolágena.
FIBRAS ELÁSTICAS. Compuesta por elastina y microfibrillas, son muy elásticas
y pueden estirarse hasta una y media vez su longitud.
TIPOS DE TEJIDO CONECTIVO
Se clasifican por la cantidad de componentes intercelulares y los tipos de células:
TEJIDO CONECTIVO LAXO O AREOLAR. Se origina del mesenquima, es
abundante en células, es bastante blando, laxo y blanco, rico en vasos y nervios.
Se encuentra en el tejido celular subcutáneo y en la lámina propia de los
órganos huecos.
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TEJIDO CONECTIVO DENSO IRREGULA., Compuesto de grandes haces de
fibras gruesas de colágeno, formando una red plexiforme. Se encuentra en la
dermis, periostio, pericondrio, cápsula articular y forma la cápsula de los
órganos.
TEJIDO DENSO REGULAR O MODELADO. Presentan fibras de colágeno
ordenadas, paralelas, de aspecto blanco nacarado y soportan grandes
tensiones. Se encuentran en los tendones de los músculos, ligamentos, fascias
y aponeurosis.
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TEJIDO CONECTIVO DENSO ELÁSTICO. Está compuesto por haces de fibras
elásticas paralelas (elastina), de mediano grosor. Se encuentra en el ligamento
cervical posterior, ligamento amarillo de las vértebras, ligamentos de la laringe,
tráquea, tejido pulmonar, ligamento suspensorio del pene y en las arterias
elásticas
TEJIDO CONECTIVO MUCOIDE. Se encuentra en la gelatina de Wharton del
cordón umbilical, las células son grandes, esenquimatosas, y tiene fibras finas
de colágeno.
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TEJIDO CONECTIVO RETICULAR.
Formado por células reticulares y una redes de fibras reticulares plexiformes. Se
encuentran en la médula de los huesos y el tejido linfoide.
OTROS TIPOS DE TEJIDO CONECTIVO. Son:
EL TEJIDO CARTILAGINOSO. O cartílago, que forma parte de las
articulaciones y de las zonas de crecimiento de los huesos.
EL TEJIDO ADIPOSO. Que recubre los órganos vitales para amortiguarlos
(como los riñones) y sirve también de almacén del exceso de alimento.
EL TEJIDO LINFÁTICO Y LA SANGRE. También se relacionan directamente
con el tejido conjuntivo durante el desarrollo embrionario; la neuroglia, el tejido
de relleno del sistema nervioso central, está más relacionada con la piel.
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Tema 6
GLOSARIO
1) Fibroblasto. Es un tipo de célula residente del tejido conectivo propiamente
dicho, ya que nace y muere allí.
2) Histiocito. Es un tipo de célula, perteneciente al tejido conjuntivo. Su función es
inmunitaria, siendo un macrófago que permanece en un órgano concreto, sin
viajar a través de la sangre. Es una célula grande fagocitaria, que forma parte del
sistema mononuclear fagocitico. El histiocito ingiere sustancias extrañas para
proteger al cuerpo de posibles infecciones.
3) Fagocito. Son células presentes en la sangre y otros tejidos animales capaces
de captar microorganismos y restos celulares (en general, toda clase de
partículas inútiles o nocivas para el organismo) e introducirlos en su interior con
el fin de eliminarlos, en un proceso conocido como fagocitosis.
PREGUNTAS
- Como se clasifican las glándulas exocrinas?
- Cuál es el mecanismo de secreción de las glándulas?
- En que organo se encuentra tejido de transición?
- Don de hallamos epitelio cubico simple?
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TEMA 7.
7. TEJIDO MUSCULAR
7 TEJIDO MUSCULAR
7.1 DEFINICIÓN
Un músculo es un órgano contráctil, o sea tiene la propiedad de disminuir su
longitud mediante un estimulo, que forma parte del cuerpo humano y de otros
animales . Está conformado por tejido muscular. Los músculos se relacionan con el
esqueleto o bien forman parte de la estructura de diversos órganos y aparatos.
La palabra músculo proviene del diminutivo latino musculus, mus (ratón) y la
terminación diminutiva -culus, porque en el momento de la contracción, los romanos
decían que parecía un pequeño ratón por la forma. Los músculos están envueltos
por una membrana de tejido conjuntivo llamada fascia. La unidad funcional y
estructural del músculo es la fibra muscular.
El sistema muscular es el conjunto de los más de 600 músculos del cuerpo, cuya
función primordial es generar movimiento, ya sea voluntario o involuntario
-músculos esqueléticos y viscerales, respectivamente. Algunos de los músculos
pueden enhebrarse de ambas formas, por lo que se los suele categorizar como
mixtos.
7.2 CLASIFICACIÓN DEL TEJIDO MUSCULAR
El sistema muscular está formado por músculos y tendones. La principal función de
los músculos es contraerse, para poder generar movimiento y realizar funciones
vitales. Se distinguen tres grupos de músculos, según su disposición.
El músculo esquelético o estriado
El músculo liso
El músculo cardíaco
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Dependiendo de la forma en que sean controlados:
Voluntarios: controlados por el individuo
Involuntarios o viscerales: dirigidos por el sistema nervioso central
Autónomo: su función es contraerse regularmente sin detenerse.
Mixtos: músculos controlados por el individuo y por sistema nervioso, por
ejemplo los párpados.
7.2.1 MUSCULO ESQUELÉTICO O ESTRIADO
Los músculos esqueléticos están formados por células o fibras alargadas y
multinucleadas que sitúan sus núcleos en la periferia. Obedecen a la organización
de proteínas de actina y miosina y que le confieren esa estriación que se ve
perfectamente al microscopio. Son usados para facilitar el movimiento y mantener
la unión hueso-articulación a través de su contracción. Son generalmente, de
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contracción voluntaria (a través de inervación nerviosa), aunque pueden contraerse
involuntariamente. El cuerpo humano está formado aproximadamente de un 40%
de este tipo de músculo y un 10% de músculo cardíaco y visceral.
Los músculos tienen una gran capacidad de adaptación, modifica más que ningún
otro órgano tanto su contenido como su forma. De una atrofia severa puede volver a
reforzarse en poco tiempo, gracias al entrenamiento, al igual que con el desuso se
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atrofia conduciendo al músculo a una disminución de tamaño, fuerza, incluso
reducción de la cantidad de organelas celulares. Si se inmoviliza en posición de
acortamiento, al cabo de poco tiempo se adapta a su nueva longitud requiriendo
entrenamiento a base de estiramientos para volver a su longitud original, incluso si
se deja estirado un tiempo, puede dar inestabilidad articular por la hiperlaxitud
adoptada.
El músculo debido a su alto consumo de energía, requiere una buena irrigación
sanguínea que le aporte alimento y para eliminar desechos, esto junto al pigmento
de las células musculares, le dan al músculo una apariencia rojiza en el ser vivo.
ESTRUCTURA DEL MÚSCULO ESTRIADO
La unidad básica de todo músculo es la miofibrilla, estructura filiforme muy
pequeña formada por proteínas complejas. Cada célula muscular o fibra contiene
varias miofibrillas, compuestas de miofilamentos de dos tipos, gruesos y delgados,
que adoptan una disposición regular. Cada miofilamento grueso contiene varios
cientos de moléculas de la proteína miosina. Los miofilamentos delgados
contienen dos cadenas de la proteína actina. Las miofribrillas están formadas de
hileras que alternan miofilamentos gruesos y delgados con sus extremos
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traslapados. Durante las contracciones musculares, estas hileras de filamentos
interdigitadas se deslizan una sobre otra por medio de puentes cruzados que
actúan como ruedas. La energía que requiere este movimiento procede de
mitocondrias densas que rodean las miofibrillas.
Sarcómera: Es la unidad anatómica y funcional del músculo, se encuentra limitado
por 2 líneas Z en donde se encuentra una zona A (anisótropa) y dos semizonas I
(isótropa).
Partes de una sarcómera:
1. LOS FILAMENTOS GRUESOS. Están formados por una proteína, la miosina, y
se localizan en las bandas A.
2. LOS FILAMENTOS MAS DELGADOS. Están compuestos por otra proteína, la
actina, se hallan unidos a cada línea Z y se proyectan hasta el centro de las
sarcómeras desde las bandas I hasta las bandas A.
3. LAS BANDAS I. Contienen sólo filamentos finos de actina, mientras que en las
bandas A existe filamentos finos y gruesos, con puentes que los atraviesan.
4. LAS LÍNEAS Z. La fibra muscular está separada por una membrana externa, el
sarcolema o membrana celular, que presenta invaginaciones a lo largo de las
líneas Z de las sarcómeras.
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Estas fibras tienen algunas características especiales, que las distinguen de otros
tipos celulares. Los miocitos, como células que son, comparten las estructuras
propias de las células eucariotas, pero añadiéndoles características esenciales.
Estas características las hacen tan peculiares que los miocitos son junto con las
células nerviosas, las células del organismo más diferenciadas y más
especializadas. Veremos algunas de ellas a continuación:
1. LA MEMBRANA PLASMÁTICA (Sarcolema). Es la membrana plasmática de
la fibra muscular. Tiene una capa externa rica en colágeno y polisacáridos, pero
lo más destacado es la presencia de unas invaginaciones (Túbulos T) que
penetran hasta el interior de la célula conectando con el Retículo
Endoplasmático.
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2. EL RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (Retículo Sarcoplasmático). Posee
numerosos canales de Ca++ voltaje dependiente, que juegan un papel
fundamental en la contracción muscular. El Ca++ se mantiene en el
interior gracias a una proteína que lo secuestra, llamada Calsecuestrina.
3. EL CITOPLASMA (Sarcoplasma). Está totalmente cubierto de las
denominadas Miofibrillas, son los armazones proteicos estructurales sobre los
cuales las células se apoyan para contraerse en el esfuerzo muscular.
4. LOS NÚCLEOS. Las fibras musculares son en realidad sincitios (varios
núcleos). Los núcleos están dispuestos en la periferia de las fibras musculares,
pegando a la membrana que las recubre (Endomisio).
CONTRACCIÓN MUSCULAR
Los músculos esqueléticos solo se contraen al ser estimulados, sin tener la
automaticidad propia. Producen movimiento al hacer tracción sobre los huesos,
éstos actúan como palancas y las articulaciones como puntos de apoyo de ellas.
Los músculos esqueléticos, por lo general, actúan en grupo y no aisladamente,
produciéndose el movimiento por acción coordinada de varios músculos. El
músculo motor primario es el que, en un movimiento dado, se contrae inicialmente:
• LOS MÚSCULOS SINERGISTAS. Son los que se contraen simultáneamente
con el motor primario; a su vez evitan los movimientos no deseados y en
ocasiones fijan otras articulaciones para permitir un punto fijo, desde el cual
pueden actuar los motores primarios.
• LOS MÚSCULOS ANTAGONISTAS. Son los que se oponen a los motores
primarios y controlan el movimiento al ceder gradualmente a medida que se
contrae el motor primario. Cuando se necesita estabilizar una articulación, se
contraen simultáneamente el motor primario y el antagonista (posición erecta).
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TIPOS DE CONTRACCIÓN MUSCULAR
CONTRACCIÓN ISOMÈTRICA. En este tipo de contracción el músculo al ser
excitado conserva su longitud de reposo y aumenta su capacidad de tracción.
Durante esta contracción no hay producción de trabajo mecánico externo, pues
no se desplaza el extremo libre del músculo; pero hay desarrollo de fuerza por el
aumento de la tracción
CONTRACCIÓN ISOTÓNICA. En este tipo de contracción el músculo al ser
excitado se acorta y se mantiene una tracción constante, El extremo libre y móvil
se desplaza venciendo la fuerza (resistencia o tracción contraria a la dirección
de la contracción muscular). Hay trabajo mecánico.
CONTRACCIÓN AUXOTÓNICA. Es una contracción fisiológica o real de trabajo
muscular. El músculo modifica tanto su longitud como la carga, ambas al mismo
tiempo.
ANEXOS A LOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS
Los anexos o aparatos auxiliares de los músculos son: las fascias, las vainas
sinoviales y fibrosas del tendón, las bolsas sinoviales y los huesos sesamoideos.
APONEUROSIS O FASCIAS. Constituyen fundas fibrosas que rodean
músculos aislados o grupos enteros de éstos. Las fascias son láminas fibrosas
de diferente extensión, espesor y estratificación con multitud de fibras colágenas
elásticas, cuya orientación está condicionada por aquellas particularidades
funcionales del músculo o grupo de músculos relacionados con la fascia dada.
En unos lugares las fascias, situándose entre los músculos, en forma de septos
intermusculares, se fusionan con el periostio para construir vainas osteofibrosas
en cuyas paredes se insertan los músculos.
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VAINAS FIBROSAS DEL TENDÓN. Se encuentran en los puntos de mayor
movilidad de los miembros superiores e inferiores, en la región de la mano y del
pie, favoreciendo el deslizamiento de los tendones en dirección estrictamente
determinadas. Son vainas fibrosas y osteofibrosas y canales dentro de los
cuales están las vainas sinoviales del tendón. Cada vaina sinovial consta de dos
hojas que se continúan una con la otra: la lámina externa, parietal, que está
adherida a la cara interna de la vaina fibrosa, y la lámina interna, visceral, que
está fusionada a la túnica externa del tendón.
BOLSAS SINOVIALES. Son cavidades llenas de líquido y están ubicadas en los
puntos de máxima movilidad del tendón, del músculo y de la piel, favoreciendo la
disminución de la fricción. Las bolsas situadas debajo de los tendones de los
músculos se denominan bolsas sinoviales subtendinosas y aquellas que se
encuentran en los lugares donde se crea una gran fricción entre el saliente óseo
y la piel que lo cubre son llamadas bolsas sinoviales subcutáneas. Algunas de
las bolsas situadas cerca de las articulaciones se comunican con su cavidad
7.2.2 MUSCULO LISO
Los músculos lisos forman las paredes de las vísceras y no están bajo el control de
la voluntad. Sus fibras no contienen estrías.
Este músculo tiene una similitud con el músculo estriado o esquelético. La
diferencia es que no posee línea Z como lo posee el músculo estriado, sino que
posee bolas densas que reemplazan a estas líneas Z.
Este puede ser unitario o multiunitario. Se le llama unitario cuando existe entre cada
fibra de este músculo una unión (los llamados gap junctions); se les llama
multiunitario si no están enlazados por uniones, sino que funcionan de manera
independiente.
Este músculo y su función es muy importante, por ejemplo, los seres humanos
presentan musculatura lisa en todo el tracto gastrointestinal, el cual, es importante
porque interviene en lo que son las contracciones de peristaltismo.
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El funcionamiento de la contracción es mucho más duradera que la del músculo
esquelético debido a que no consume tanta energía como lo hace el mismo. La fase
de contracción de este tipo de músculo es duradera, puesto que cuando la acción
de unión de miosina y actina -mismos pasos de contracción que el músculo
esquelético-, gasta menor cantidad de energía (la misma cantidad de ATP, pero
menor consumo de energía), es decir, el metabolismo de gasto de energía de ATP
es más lento que el del músculo esquelético.
No solo el tiempo de la contracción es una diferencia del músculo esquelético con el
músculo liso (la distancia que se contrae es mucho mayor que la del músculo
esquelético).
Sus funciones de contracción y de relajación tienen que ver con el sistema nervios
entérico y autónomo - acetilcolina y adrenalina
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7.2.3 MUSCULO CARDIACO: MIOCARDIO
El miocardio (mio: músculo y cardio: corazón), es el tejido muscular del corazón,
músculo encargado de bombear la sangre por el sistema circulatorio mediante
contracción.
El miocardio contiene una red abundante de capilares indispensables para cubrir
sus necesidades energéticas. El músculo cardíaco generalmente funciona
involuntaria y rítmicamente, sin tener estimulación nerviosa. Es un músculo
miogénico, es decir autoexcitable.
Hay diferentes tipos especializados de musculatura cardíaca tales como el músculo
auricular, el músculo ventricular y el músculo de conducción. Estos se pueden
agrupar en dos partes: Músculos de la contracción muscular (músculo auricular y
ventricular) y músculo de la excitación muscular cardíaca (músculo de conducción).
7.2.4 FUNCIÓN DEL TEJIDO MUSCULAR
Su función principal es el movimiento que puede ser de tres tipos:
1. Movimiento de todas las estructuras internas: está formado por tejido muscular
liso y se va a encontrar con vasos, paredes viscerales y glándulas.
2. Movimiento externo; caracterizado por manipulación y marcha en nuestro
entorno. Se caracteriza por estar formado por músculo estriado.
3. Movimiento automático: funciona por sí mismo, es el músculo cardíaco. Tejido
muscular estriado.
El músculo es un tejido de contraste y de movimiento, se divide en estriado, liso y
cardíaco, el estriado es el voluntario y se encuentra en la mayor parte del organismo
cubriendo los huesos largos (como el fémur), el liso es visceral e involuntario y se
encuentra en las vísceras y otros órganos internos mientras que el cardíaco que es
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el de mayor importancia se encuentra en la pared del corazón y esta formado por
fibras claras y obscuras además de ser involuntario.
La función es mantener un tono de las vísceras y vasos sanguíneos, mantenernos
en la postura adecuada y, obviamente, el movimiento3.
Los músculos de las extremidades (músculo esquelético) se contraen y así pueden
mover los huesos, los flexores se contraen haciendo que la extremidad se flexione y
los extensores se contraen para lo contrario.
El músculo del corazón y de las arterias se contrae para que la sangre pueda ser
movilizada.
Los músculos de los intestinos, estómago y esófago se contraen armoniosamente
haciendo que el bolo alimenticio progrese por el tubo digestivo.
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TEJIDO NERVIOSO
7.3 GENERALIDADES
El sistema nervioso es un conjunto de órganos, ganglios y fibras nerviosas, que
diseminados por todo el cuerpo, tienen como finalidad regir el funcionamiento del
resto del organismo.
Esto lo logra gracias a que su unidad anatómica y funcional a nivel microscópico
está constituida por unas células muy especializadas llamadas neuronas; que
agrupadas constituyen el tejido nervioso.
7.3.1 CÉLULA NERVIOSA O NEURONA
Cada célula nerviosa o neurona consta de una porción central o cuerpo celular, que
contiene el núcleo y pericarion que es el citoplasma que rodea al núcleo.
En la estructura de la neurona se identifican también dos tipos de prolongaciones:
dendritas y axón
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Las dendritas son unas extensiones bastante cortas del cuerpo neuronal y están
implicadas en la recepción de los estímulos. Como contraste, el axón suele ser una
prolongación única y alargada, muy importante en la transmisión de los impulsos
desde la región del cuerpo neuronal hasta otras células.
Estas prolongaciones también conectan a las neuronas entre sí a través de
contactos muy complejos denominados sinapsis.
Estas sinapsis, permiten la comunicación entre las aproximadamente 28 mil
millones de neuronas de nuestro sistema nervioso, a través de señales químicas
(neurotransmisores) y eléctricas, que ayudan a transmitir la información de una
célula a otra.
De esta manera los estímulos que recibimos tanto del medio externo como del
medio interno, se transforman en impulsos nerviosos que llegan gracias a las
neuronas a partes específicas del cerebro donde se procesa la información y se
genera la reacción o respuesta.
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Por otra parte, los axones al reunirse con cientos o miles de axones, dan origen a
los nervios que son los encargados de conectar al sistema nervioso con el resto del
cuerpo.
7.3.2 TIPOS DE NEURONAS
Existen tres variedades de neuronas:
a) NEURONAS UNIPOLARES. Sólo tiene una prolongación. Se encuentran en el
ganglio de la raíz posterior del nervio raquídeo.
b) NEURONAS SEUDOUNIPOLARES. Son bipolares, pero a medida que se
c) acercan al cuerpo neuronal se fusionan hasta formar sólo una prolongación.
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d) NEURONAS BIPOLARES. Emiten una prolongación desde cada extremo del
cuerpo neuronal. Se encuentran en células bipolares de la retina y las células de
los ganglios sensitivos coclear y vestibular.
e) NEURONAS MULTIPOLARES. Poseen gran cantidad de dendritas además del
axón.Son las neuronas piramidales de Betz de la corteza cerebral, las en botella
de Purkinje del cerebelo y las estrelladas del asta anterior del médula).
7.3.3 NEUROGLIA O GLÍA
Como su nombre sugiere (neuron: nervio, glia: cola o pegamento) es un tejido que
conserva unido al tejido nervioso, pues se constituye de células de sostén, que
superan en cantidad a las neuronas, y el epéndimo.
Las células de sostén se diferencian en astrocitos, oligodendrocitos y microglía.
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a) ASTROCITOS. Son células con forma de estrella (gr. astron: estrella) y se
difrencian en dos tipos:
ASTROCITOS PROTOPLASMÁTICOS. Se encuentra sobre todo en la
sustancia gris, con prolongaciones muy ramificadas que presenta podocitos
que están en contacto con los vasos.
ASTROCITOS FIBROSOS. Tienen prolongaciones largas y delgadas y se
encuentran sobre todo en la sustancia blanca.
b) OLIGODENDROCITOS. ( gr. oligos: pocos) Estas células gliales se denominan
así porque tienen prolongaciones más cortas y en menor número que los
astrocitos. Forman y conservan las vainas de mielina de las fibras del sistema
nervioso central.
c) MICROGLÍA. Son células pequeñas, con un núcleo reducido y delgadas
prolongaciones con finas espinas. Son células fagocíticas que forman parte de
la defensa del sistema nervioso contra la infección y la lesión.
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El EPÉNDIMO constituye un epitelio cúbico que reviste las cavidades del
encéfalo y el conducto central de la médula espinal.
7.3.4 REVESTIMIENTO DE LAS FIBRAS NERVIOSAS
Una fibra nerviosa se constituye de un axón con sus correspondientes vainas
nerviosas.
Todos los axones periféricos están rodeados por una vaina de células de Schwann.
En el caso de los axones periféricos mayores las células de Schwann desarrollan
además una capa de mielina, la vaina de mielina. De esta manera se distinguen
fibras nerviosas mielínicas y amielínicas.
En fibras nerviosa mielínicas se distingue una pequeña abertura denominada nodo
de Ranvier entre dos segmentos mielinizados adyacentes. En tanto que las fibras
amielínicas están envueltas sólo por células de Schwann que en conjunto
constituyen la vaina de Schwann.
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7.3.5 GANGLIOS
Se denomina ganglio al cúmulo de cuerpos de células nerviosas fuera del sistema
nervioso central.
Se clasifican en:
GANGLIOS SENSITIVOS. Son engrosamientos fusiformes localizados en la
raíz posterior de cada nervio espinal y en el recorrido de los nervios craneales
V-VII-VIII-IX-X.
GANGLIOS AUTÓNOMOS. Son de forma irregular ubicados a lo largo de las
fibras nerviosas eferentes del sistema nervioso autónomo. Se encuentran en las
cadenas simpáticas paravertebrales, alrededor de las raíces de las grandes
arterias viscerales en el abdomen y cerca de las paredes de diversas visceras o
incluidos en ellas.
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Tema 7
GLOSARIO
1) Axón. Prolongación de una neurona que conduce los impulsos a partir del
cuerpo celular con posible liberación de sustancias transmisoras. También se
conoce como neuroeje o neurita.
2) Neuroectodermo. Parte del ectodermo embrionario que origina los sistemas
nerviosos central y periférico, incluidas algunas células gliales.
3) Neuroepitelio. Epitelio que recubre las cavidades ventriculares y el conducto
ependimario. En la época de proliferación (antes del nacimiento), el
neuroepitelio fue la matriz de la que proceden todas las células nerviosas
4) Neurotransmisores. Cualquiera de los compuestos químicos que se liberan en
la superficie presináptica y se ligan a los correspondientes receptores de la
superficie postsináptica. Son numerosos los ya descubiertos y de naturaleza
química muy distinta de unos a otros. Los primeros conocidos fueron la
adrenalina y la acetilcolina. El neurotransmisor es el que permite el paso del
impulso nervioso a través de la sinapsis. Cumplen los siguientes criterios:
PREGUNTAS
1. Explique las diferencias entre musculo esquelético y estriado.
2. Cuantos tipos de neuronas existen?
3. Que es la neuroglia?
4. Para qué sirve la neuroglia?
5. Diferencias entre astrocitos protoplasmáticos y fibrosos.
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TEMA 8.
8. SISTEMA TEGUMENTARIO
8 GENERALIDADES
El tegumento, es el órgano más grande del cuerpo humano, está compuesto por
piel y sus anexos como glándulas sudoríparas y sebáceas, pelo y uñas.
La piel (lat. pellis, cutis = piel; gr. derma = piel), constituye un verdadero órgano
cutáneo que reviste la totalidad del cuerpo humano y se continua con los distintos
orificios naturales (mucosas del sistema digestivo en los labios y el ano, aparato
respiratorio en las fosas nasales, el sistema urogenital en la uretra, etc.), separando
al individuo del medio ambiente externo y defendiéndolo de sus agresiones, su peso
total es de aproximadamente 17 Kg, y su superficie de 1,80 a 2 m2.
Proporcionan caracteres particulares a cada individuo que permiten su
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identificación como las huellas digitales.
8.1 FUNCIONES DE LA PIEL
Cumple las siguientes funciones:
1. PROTECCIÓN. Es una eficaz barrera a la acción de agentes físicos, químicos y
bacterianos, tiene propiedades antibacterianas y antifúngicas por el pH ácido,
enzimas (lisozima) y los ácidos grasos de sus secreciones, evita la desecación y
lesiones, neutraliza las radiaciones solares con la ayuda de su principal
pigmento, la melanina.
La piel se caracteriza por ser: continua, lisa, suave, resistente, flexible, elástica,
extensible, tersa, turgente y húmeda. El grosor de la piel varía entre 0,5 mm en
los párpados y 4 mm o más en las palmas de las manos y las plantas de los pies.
2. SENSORIAL. Posee receptores para el tacto, la presión, el calor, el frío y el
dolor que mantienen informado todo el tiempo al cuerpo sobre el medio
ambiente que lo rodea.
3. REGULACIÓN DE LA TEMPERATURA. Gracias a la acción de las glándulas
sudoríparas y de los capilares sanguíneos.
Cuando se eleva la temperatura corporal se pierde energía calórica o calor,
porque se produce la dilatación vascular y se incrementa el flujo de sangre hacia
la superficie cutánea. Cuando la temperatura es baja, los capilares sanguíneos
se contraen (vasoconstricción) para reducir el flujo de sangre y la consiguiente
pérdida de calor a través de la piel.
4. SUDORACIÓN. Cada centímetro cuadrado de piel también contiene cientos de
glándulas sudoríparas que están controladas por un centro de regulación del
calor situado en el hipotálamo. Estas glándulas secretan sudor, la que brinda
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humedad que al evaporarse, enfría la superficie corporal y contribuye a
mantener una temperatura corporal normal. En este caso, la piel actúa como un
órgano secretor.
5. COLORACIÓN. Brindan un color a la piel, la que varía según la cantidad del
pigmento: melanina, que se encuentra en los melanocitos, este pigmento esta
determinado por la herencia y por la exposición a la luz solar. La piel puede
presentar manchas (hiperpigmentaciones) denominadas pecas cuando son
aisladas y pequeñas, cloasma cuando son extensas y se presentan en la etapa
gestacional y melasma a causa de una exposición prolongada al sol. Existen
también otros tipos de melanodermias por causas físicas, químicas y biológicas.
6. DISPOSICIÓN DE FANERAS. Estructuras continuas de la piel que comprende:
pelo, uñas, las glándulas sudoríparas y sebáceas, contribuyen también a las
funciones de la piel ya mencionadas.
7. ABSORCIÓN. Existen sustancias que se absorben por la piel, siendo una
barrera semipermeable al agua y a medicamentos de uso externo. Las
radiaciones ultravioletas del sol absorbidas por la piel favorecen la síntesis de
vitamina D.
8.2 HISTOLOGÍA DE LA PIEL
A la microscopia, en la piel se pueden diferenciar tres capas bien diferenciadas la
epidermis, dermis e hipodermis o tejido celular subcutáneo.
EPIDERMIS
Es la capa más superficial, deriva del ectodermo. Es una capa avascular compuesta
por epitelio plano estratificado queratinizado y formada por cuatro tipos de células:
queratinocitos, células dendríticas, melanocitos y células de Merkel y Langerhans.
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Donde los queratinocitos son los que presentan puentes intercelulares o
desmosomas. Tiene 0,07 a 0,12 mm de grosor.
La epidermis esta constituida por los siguientes estratos celulares desde la
profundidad a la superficie:
a) Estrato basal o germinativo
b) Estrato espinoso
c) Estrato granuloso
d) Estrato lúcido
e) Estrato córneo
a) ESTRATO BASAL. Ó germinativo, porque a partir de este estrato por mitosis
se originan las células de los demás estratos, contiene células cúbicas en
división constante. Es en este estrato donde se encuentran los melanocitos que
contienen melanina y las células de Merkel.
b) ESTRATO ESPINOSO. Ó esponjoso. Encima de la basal, formada por ocho a
diez capas de queratinocitos poliédricos, estrechamente unidos por puentes
intercelulares llamados desmosomas, que representan numerosas
prolongaciones citoplasmáticas a manera de espinas (de ahí su nombre). Es la
capa más gruesa de la epidermis. En este estrato se sitúan las células de
Langerhans.
c) ESTRATO GRANULOSO. A medida que se acercan a la superficie epitelial las
células escamosas se aplanan. El espesor de esta capa esta en relación del
grosor de la piel, en zonas delgadas esta formada por 2 a 3 hileras y en las
gruesas llega hasta 10 hileras. Las células se encuentran en estado de
apoptosis (proceso de degeneración), presentan grandes gránulos teñidos de
color oscuro formadas por una proteína llamada queratohialina.
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d) ESTRATO LÚCIDO. Capa delgada, consta de tres a cinco capas de
queratinocitos transparentes, planos, muertos y con membrana plasmática
engrosada, se encuentra en la piel de la planta de las manos y pies. Es rico en
fosfolípidos ligados a proteínas.
e) ESTRATO CÓRNEO. Formada por 25 a 30 capas de células planas, muertas,
anucleadas, constituidos en su mayoría por una proteína fibrosa llamada
queratina y eleidina. Las hileras más superficiales experimentan un proceso de
descamación continuo. Las células de este estrato se conocen como escamas.
Todo el proceso de descamación de la piel requiere 20 a 30 días
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DERMIS.
Derivada del mesodermo y se divide en dos capas: capa papilar (superficial) y
reticular (profunda). Está constituida por de tejido conectivo, una red de colágeno y
fibras elásticas, capilares sanguíneos, nervios, lóbulos grasos y la base de los
folículos pilosos y de las glándulas sudoríparas. El grosor de la dermis varía de
0.6 a 3 mm. La papila contiene o bien una red capilar de vasos sanguíneos o
una terminación nerviosa especializada.
HIPODERMIS.
Esta formada principalmente de tejido graso dispuesto en grandes lóbulos limitados
por tabiques. Estos elementos, así ordenados, confieren a esta capa propiedades
protectoras contra los traumatismos y las variaciones de la temperatura, al mismo
tiempo que facilitan el deslizamiento de la piel sobre los planos subyacentes.
En esta capa asientan la red vascular profunda y la inervación espinal y
simpática.
8.3 FANERAS Ó ANEXOS CUTÁNEOS
GLÁNDULAS SUDORÍPARAS. Están formadas por un túbulo enrollado secretor
que se localiza en límite dermo-hipodérmico y por un túbulo excretor que
desemboca en la epidermis independientemente del folículo piloso (ecrinas), con
excepción de las situadas en las axilas, pubis y areólas del pezón que lo hacen en el
folículo (apocrinas).
GLÁNDULAS SEBÁCEAS. Desembocan siempre en un folículo piloso, se
distribuyen por toda la superficie cutánea, excepto en palmas de manos y plantas
de pies. Son glándulas holocrinas, su secreción no solo está formada por el
producto de las células sino por las propias células por decapitación.
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PELO. Pelo (lat. pillus = pelo; capilli = pelos de la cabeza), formación epidérmica
fina y filiforme, típicas de los mamíferos, que forma la cubierta característica de
estos animales. Deriva de una invaginación de la pidermis hacia la dermis. Cada
folículo piloso posee una glándula sebácea situada en su tercio superior y al
conjunto se denomina unidad pilosebácea.
A. FOLÍCULO PILOSO. Esta compuesto por tres segmentos:
1. Infundíbulo piloso: comprendido entre el poro folicular y la desembocadura
de la glándula sebácea.
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2. Istmo: comprendido entre el conducto sebáceo y la inserción del músculo
erector del pelo, este músculo se contrae bajo el control del sistema nervioso
simpático, haciendo que el pelo se erice.
3. Bulbopiloso: es la parte inferior del folículo piloso en cuyo centro se
encuentra la papila, región de donde se nutre el pelo a través de los vasos
sanguíneos allí presentes.
B. CRECIMIENTO. El crecimiento del pelo tiene tres fases:
a. Anágeno o de crecimiento activo. Dura 3 a 7 años en forma continua. En
el cuero cabelludo aproximadamente un 80 a 85% de los pelos se
encuentran en esta fase y su capacidad de crecimiento es tan grande que
pueden alcanzar hasta 0,35 mm diarios.
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b. Catágeno o de transición. Tiene dos semanas de duración. Durante esta
fase se produce la involución y fibrosis del bulbo piloso, produciéndose la
retracción de la papila pilosa.
c. Telógeno o fase de caída. Constituye la fase de reposo y tiene de 3 a 4
meses de evolución, periodo durante el cual el pelo permanece anclado en
su sitio original, sin crecer, y al final se cae. Una vez que cae se reconstituye
la morfología original y se reinicia el ciclo nuevamente.
En vista de que el pelo experimenta fases de crecimiento y reposo en la forma
anteriormente mencionada, aproximadamente unos 50 a 100 cabellos caen
diariamente, para ser reemplazados nuevamente al reiniciarse el ciclo de
crecimiento. En el transcurso de la vida, cada folículo es capaz de reproducir una
veintena de ciclos.
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El desarrollo del pelo en el ser humano se inicia:
a. En el embrión y ya en el sexto mes el feto aparece cubierto de un pelo muy fino
denominado lanugo.
b. En los primeros meses de vida el lanugo se cae y es reemplazado por pelo
grueso en la cabeza (cabello) y cejas, y fino y velloso en el resto del cuerpo.
c. En la pubertad aparece, en ambos sexos, pelo grueso en axilas y pubis, y en los
hombres empieza a crecer en la parte superior del labio y la barbilla dando
origen a la barba. La velocidad de su crecimiento varía con la edad de la
persona y con la longitud. Cuando es corto, crece unos 2 cm por mes, pero la
tasa de crecimiento se reduce a la mitad cuando es largo. El crecimiento mayor
se da en mujeres cuya edad oscila entre 16 y 24 años de edad.
Otras características relacionadas al crecimiento del pelo son:
NUMERO: 100,000 a 150,000 cabellos.
DENSIDAD: 300 a 400 por cm cuadrado.
DIAMETRO: 40 a 100 micras.
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LONGITUD: 50 a 100 cm como máximo.
VELOCIDAD CRECIMIENTO: 1 cm por mes.
DURACION DE CRECIMIENTO: 3 años de media.
CAIDA NORMAL: Entre 50 y 100 por día.
C. FORMA. La forma del pelo es una de las características hereditarias más
importantes y exacta:
a. El pelo casi negro de los papúes, melanesios y africanos crece a partir de un
folículo curvo que continúa en una espiral con sección transversal plana.
b. El pelo de los chinos, japoneses y de los indígenas americanos es lacio,
grueso, largo y casi siempre negro. Crece de un folículo recto, con sección
transversal circular, y tiene una médula fácilmente distinguible.
c. El pelo de los ainus, europeos, indios y semitas es ondulado. Crece desde un
folículo recto pero con cierta tendencia a enrollarse; la sección transversal es
oval y el color varía mucho de unos individuos a otros, desde el rubio claro
hasta el negro.
D. FUNCIÓN.
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a. AISLAMIENTO TERMICO. La circulación de aire se retrasa en los pelos,
donde existe abundante pelo se mantiene el aire que funciona como
aislante.
b. ELIMINACION DE CALOR. Los pelos aumentan la superficie de evaporación
del sudor.
c. REDUCCIÓN DE ROCES. Protege de los roces de la piel entre sí, como en
la axila y el periné.
d. CARACTERÍSTICA SEXUAL. El vello identifica al sexo.
E. ALTERACIONES.
Los trastornos en la estructura del pelo o del folículo piloso originan un crecimiento
anómalo o una caída precoz o anormal del cabello:
a. La aparición precoz de canas se asocia con estados de ansiedad, emociones
intensas, enfermedades carenciales y causas hereditarias.
b. La alopecia o calvicie se debe sobre todo a causas hereditarias. Ciertas formas
de calvicie pueden, sin embargo, deberse a otras causas: la alopecia precoz, en
la que el cabello de unapersona joven se cae sin que antes encanezca; la
alopecia areata, en la que se cae de forma irregular, se cree que se debe a
inflamación, trastornos nerviosos o infecciones locales, sobre todo en estados
de estrés psicológico.
c. La caída difusa del cabello, un fenómeno normal, puede alcanzar proporciones
anormales después de fiebres superiores a 39,4 °C durante enfermedades que
provocan un debilitamiento del organismo o tras una intervención quirúrgica o el
parto.
UÑAS.
Uñas (lat. unguis = uña, garra; gr. onyx = uña), láminas o coberturas protectoras,
planas, córneas y translúcidas, que aparecen en la zona superior del segmento final
de los dedos humanos. Las uñas están constituidas por células muertas que
contienen una proteína fibrosa, la queratina.
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a. La uña posee cuatro bordes: laterales, distal y proximal, cerca de éste último
borde existe una zona blanquecina semicircular denominada lúnula. Este borde
proximal se encuentra a su vez recubierto por un pliegue de la piel denominado
eponiquio.
b. Matriz ungueal, se encuentra en la lúnula y es la región desde donde la uña
crece por que esta compuesta por células basales poliédricas al igual que en la
epidermis, denominándose también germinativas. Estas células contienen
masas proteicas fibrosas y amorfas conocidas como queratina.
GLÁNDULA MAMARIA O MAMAS.
Las glándulas mamarias son dos formaciones simétricas y se las considera como
glándulas sudoríparas modificadas y especializadas de tipo apocrinas.
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a. SITUACIÓN. Se hallan en la pared anterior del tórax, entre el esternón y la línea
vertical tangente al límite anterointerno o anteromedial de la axila. De arriba
abajo, se extiende desde la III a la VII costilla.
b. FORMA Y DIMENSIONES. Son de forma casi esférica en la persona joven.
Después del embarazo son péndulas y separadas de la pared torácica (por
abajo) por el surco submamario.
c. CONFIGURACIÓN EXTERNA. En la parte central de su superficie anterior se
halla una eminencia de forma cónica, llamado pezón o papila mamaria. El pezón
mide generalmente 1 cm de alto por 1 cm de ancho. Su extremidad libre es
recorrida por surcos y ocupada por orificios (poros galactóforos o lactíferos) que
corresponde a la desembocadura de los conductos galactóforos. El pezón se
halla rodeado por un halo de piel hiperpigmentada (4 a 5 cm de diámetro)
llamado aréola. Esta presenta pequeñas eminencias llamadas tubérculos de
Monttgomery o de las glándulas areolares, que son constituidas por glándulas
sebáceas.
d. ESTRUCTURA DE LA MAMA. Constituida por:
REVESTIMIENTO CUTANEO. Piel fina y móvil. La areola y el pezón presentan
algunas fibras musculares lisas que conforman el músculo areolar (constituido
por fibras circulares y radiadas).
a. Fibras circulares. Están adheridos a la piel al nivel de la areola y se
extienden hasta la base del pezón.
b. Fibras radiadas. Perpendicular a las precedentes. Se extienden desde la
dermis de la areola hasta la dermis del pezón.
GLÁNDULA MAMARIA. Se halla cubierta totalmente por una lámina fibrosa
llamada cápsula fibrosa. La superficie glandular es lisa, casi plana en su cara
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posterior. La glándula mamaria se encuentra en el espesor del tejido adiposo, la
cual presenta una capa anterior y una capa posterior
Capa adiposa anterior o preglandular. No se encuentra en la región de la
areola. Presenta pequeñas celdas llamadas fosas adiposas. En ésta capa se
hallan el plexo arterial y una red venosa superficial (desarrollada en la gestación
y lactancia).
Capa adiposa posterior o retroglandular. No existen las fosas adiposas y es
una capa delgada. Contiene también una red arterial y numerosas venas. Por
detrás de ésta capa se encuentra la capa celular, que se halla entre la fascia
superficialis y la aponeurosis de revestimiento de los músculos pectoral mayor y
serrato mayor o anterior.
e. CONSTITUCIÓN.
La glándula mamaria se compone de varias glándulas independientes
(aproximadamente en número de 10 a 20). Cada uno está constituido por un
lóbulo dividido en lobulillos y en acinos.
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f. CONDUCTOS GALACTOFOROS O LACTIFEROS.
Cada lóbulo presenta un conducto excretor o galactóforo o lactífero, que se
dirigen hacia el pezón, antes de entrar en éste presenta una dilatación de 1 a 1,5
mm de largo por medio milímetro de ancho llamado seno o ampolla galactófora o
seno lactífero. Más allá se abren por los poros galactóforos o lactíferos.
g. ARTERIAS
La parte interna de la mama se halla irrigada por las ramas perforantes de la
arteria mamaria o torácica interna. La perforante principal o arteria principal
interna o rama mamaria medial principal cruza el 2° espacio intercostal.
Las partes externa e inferior, son irrigadas por ramas de la arteria mamaria
externa o torácica lateral, de la escapular inferior o subescapular, de la
acromiotorácica o toracoacromial y de la torácica superior (todas ramas de la
arteria axilar).
h. VENAS
Las mamas presentan una red venosa, que es acentuada durante el embarazo y
la lactancia. Alrededor de la areola presenta el círculo venoso de Haller o
areolar. Las venas profundas terminan: en las venas mamarias externas o
torácicas laterales, en la mamaria o torácica interna y en las venas intercostales.
i. NERVIOS
La inervación cutánea proviene de la rama supraclavicular (proveniente del
plexo cervical superficial) y de los 2°, 3°, 4°, 5° y 6° nervios intercostales (ramos
perforantes anterior y lateral).
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Estructura histológica de las glándulas mamarias. Fuente:
http://www.upch.edu.pe/ehas/pediatria/lactancia%2520materna/
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Tema 8
GLOSARIO
1) Glándula. Una glándula es un conjunto de células cuya función es sintetizar
sustancias químicas, como las hormonas, para liberarlas, a menudo en la
corriente sanguínea y en el interior de una cavidad corporal o su superficie
exterior.
2) Piel. Es el mayor órgano del cuerpo humano, o animal. Ocupa
aproximadamente 2 m², y su espesor varía entre los 0,5 mm (en los párpados) a
los 4 mm (en el talón). Su peso aproximado es de 5 kg. Actúa como barrera
protectora que aísla al organismo del medio que lo rodea, protegiéndolo y
contribuyendo a mantener íntegras sus estructuras, al tiempo que actúa como
sistema de comunicación con el entorno, y éste varía en cada especie.
Anatómicamente se toma como referencia las medidas estándar dentro de la
piel humana. También es conocido como sistema tegumentario.
3) Alopecia. Se llama alopecia a la pérdida o rarefacción del pelo, por lo que el
término se considera un sinónimo de calvicie. Puede afectar al cuero cabelludo o
a otras zonas de la piel en la que existe pelo, como las pestañas, axilas, región
genital y barba. El término alopecia deriva de la palabra griega alopex
PREGUNTAS
- Cual es la función de la piel?
- Que es el sistema tegumentario?
- Cuales son las fases de crecimiento del pelo?
- Cual es la situación anatómica de las glándulas mamarias?
- Que son los conductos lactíferos?
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TEMA 9.
9. SANGRE
9 GENERALIDADES - SANGRE
La sangre es un tejidofluido que circula por capilares, venas y arterias de todos los
vertebrados e invertebrados. Su color rojo característico es debido a la presencia
del pigmento hemoglobínico contenido en los eritrocitos.
Es un tipo de tejido conjuntivo especializado, con una matrizcoloidallíquida y una
constitución compleja. Tiene una fase sólida (elementos formes, que incluye a los
glóbulos blancos, los glóbulos rojos y las plaquetas) y una fase líquida,
representada por el plasma sanguíneo.
Su función principal es la logística de distribución e integración sistémica, cuya
contención en los vasos sanguíneos (espacio vascular) admite su distribución
(circulación sanguínea) hacia casi todo el cuerpo.
• La sangre era denominada humor circulatorio en la antigua teoría
grecoromana de los cuatro humores.
9.1 COMPOSICIÓN DE LA SANGRE
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Como todo tejido, la sangre se compone de células y componentes extracelulares
(su matriz extracelular). Estas dos fracciones tisulares vienen representadas por:
Los elementos formes —también llamados elementos figurados—: son
elementos semisólidos (es decir, mitad líquidos y mitad sólidos) y particulados
(corpúsculos) representados por células y componentes derivados de células.
El plasma sanguíneo: un fluido traslúcido y amarillento que representa la
matriz extracelular líquida en la que están suspendidos los elementos formes.
Los elementos formes constituyen alrededor del 45% de la sangre. Tal magnitud
porcentual se conoce con el nombre de hematocrito (fracción "celular"), adscribible
casi en totalidad a la masa eritrocitaria. El otro 55% está representado por el plasma
sanguíneo (fracción acelular).
Los elementos formes de la sangre son variados en tamaño, estructura y función, y
se agrupan en:
Las células sanguíneas, que son los glóbulos blancos o leucocitos, células que
"están de paso" por la sangre para cumplir su función en otros tejidos;
Los derivados celulares, que no son células estrictamente sino fragmentos
celulares; están representados por los eritrocitos y las plaquetas; son los únicos
componentes sanguíneos que cumplen sus funciones estrictamente dentro del
espacio vascular.
GLÓBULOS ROJOS
Los glóbulos rojos (eritrocitos) están presentes en la sangre y transportan el
oxígeno hacia el resto de las células del cuerpo.
Los glóbulos rojos, hematíes o eritrocitos constituyen aproximadamente el 96% de
los elementos figurados. Su valor normal (conteo) en la mujer promedio es de
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alrededor de 4.800.000, y en el varón, de aproximadamente 5.400.000 hematíes
por mm3 (o microlitro).
Estos corpúsculos carecen de núcleo y orgánulos (solo en mamíferos), por lo cual
no pueden ser
considerados estrictamente células. Contienen algunas vías enzimáticas y su
citoplasma está ocupado casi en su totalidad por la hemoglobina, una proteína
encargada de transportar oxígeno. El dióxido de carbono, contrario a lo que piensa
la mayoría de la gente, es transportado en la sangre (libre disuelto 8%, como
compuestos carbodinámicos 27%, y como bicarbonato, este último regula el pH en
la sangre). En la membrana plasmática de los eritrocitos están las glucoproteínas
(CDs) que definen a los distintos grupos sanguíneos y otros identificadores
celulares.
Los eritrocitos tienen forma de disco, bicóncavo, deprimido en el centro; esta forma
aumenta la superficie efectiva de la membrana. Los glóbulos rojos maduros carecen
de núcleo, porque lo expulsan en la médula ósea antes de entrar en el torrente
sanguíneo (esto no ocurre en aves, anfibios y ciertos animales). Los eritrocitos en
humanos adultos se forman en la médula ósea.
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HEMOGLOBINA
Contenida exclusivamente en los glóbulos rojos— es un pigmento, una proteína
conjugada que contiene el grupo "hemo". También transporta el dióxido de carbono,
la mayor parte del cual se encuentra disuelto en el eritrocito y en menor proporción
en el plasma.
Los niveles normales de hemoglobina están entre los 12 y 18 g/dl de sangre, y esta
cantidad es proporcional a la cantidad y calidad de hematíes (masa eritrocitaria).
Constituye el 90% de los eritrocitos y, como pigmento, otorga su color
característico, rojo, aunque esto sólo ocurre cuando el glóbulo rojo está cargado de
oxígeno.
Tras una vida media de 120 días, los eritrocitos son destruidos y extraídos de la
sangre por el bazo, el hígado y la médula ósea, donde la hemoglobina se degrada
en bilirrubina y el hierro es reciclado para
GLÓBULOS BLANCOS
Los glóbulos blancos o leucocitos forman parte de los efectores celulares del
sistema inmunitario, y son células con capacidad migratoria que utilizan la sangre
como vehículo para tener acceso a diferentes partes de la anatomía. Los leucocitos
son los encargados de destruir los agentes infecciosos y las células infectadas, y
también segregan sustancias protectoras como los anticuerpos, que combaten a las
infecciones.
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El conteo normal de leucocitos está dentro de un rango de 4.500 y 10.000 células
por mm3 (o microlitro) de sangre, variable según las condiciones fisiológicas
(embarazo, estrés, deporte, edad, etc.) y patológicas (infección, cáncer,
inmunosupresión, aplasia, etc.). El recuento porcentual de los diferentes tipos de
leucocitos se conoce como "fórmula leucocitaria" (ver Hemograma, más adelante).
Según las características microscópicas de su citoplasma (tintoriales) y su núcleo
(morfología), se dividen en:
• Los granulocitos o células polimorfonucleares: son los neutrófilos,
basófilos y eosinófilos; poseen un núcleo polimorfo y numerosos gránulos en
su citoplasma, con tinción diferencial según los tipos celulares, y
• Los agranulocitos o células monomorfonucleares: son los linfocitos y los
monocitos; carecen de gránulos en el citoplasma y tienen un núcleo
redondeado.
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GRANULOCITOS O CÉLULAS POLIMORFONUCLEARES
• NEUTRÓFILOS, presentes en sangre entre 2.500 y 7.500 células por mm3. Son
los más
numerosos, ocupando entre un 55% y un 70% de los leucocitos. Se tiñen
pálidamente, de ahí su nombre. Se encargan de fagocitar sustancias extrañas
(bacterias, agentes externos, etc.) que entran en el organismo. En situaciones
de infección o inflamación su número aumenta en la sangre. Su núcleo
característico posee de 3 a 5 lóbulos separados por finas hebras de cromatina,
por lo cual antes se los denominaba "polimorfonucleares" o simplemente
"polinucleares", denominación errónea.
• BASÓFILOS: se cuentan de 0,1 a 1,5 células por mm3 en sangre,
comprendiendo un 0,21,2% de los glóbulos blancos. Presentan una tinción
basófila, lo que los define. Segregan sustancias como la heparina, de
propiedades anticoagulantes, y la histamina que contribuyen con el proceso de
la inflamación. Poseen un núcleo a menudo cubierto por los gránulos de
secreción.
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• EOSINÓFILOS: presentes en la sangre de 50 a 500 células por mm3 (1-4% de
los leucocitos) Aumentan en enfermedades producidas por parásitos, en las
alergias y en el asma. Su núcleo, característico, posee dos lóbulos unidos por
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una fina hebra de cromatina, y por ello también se las llama "células en forma
de antifaz".
AGRANULOCITOS O CÉLULAS MONOMORFONUCLEARES
MONOCITOS: Conteo normal entre 150 y 900 células por mm3 (2% a 8% del total
de glóbulos blancos). Esta cifra se eleva casi siempre por infecciones originadas por
virus o parásitos. También en algunos tumores o leucemias. Son células con núcleo
definido y con forma de riñón. En los tejidos se diferencian hacia macrófagos o
histiocitos.
LINFOCITOS: valor normal entre 1.300 y 4000 por mm3 (24% a 32% del total de
glóbulos blancos). Su número aumenta sobre todo en infecciones virales, aunque
también en enfermedades neoplásicas (cáncer) y pueden disminuir en
inmunodeficiencias. Los linfocitos son los efectores específicos del sistema
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inmunitario, ejerciendo la inmunidad adquirida celular y humoral. Hay dos tipos de
linfocitos, los linfocitos B y los linfocitos T.
Los linfocitos B están encargados de la inmunidad humoral, esto es, la secreción de
anticuerpos (sustancias que reconocen las bacterias y se unen a ellas y permiten su
fagocitocis y destrucción). Los granulocitos y los monocitos pueden reconocer
mejor y destruir a las bacterias cuando los anticuerpos están unidos a éstas
(opsonización). Son también las células responsables de la producción de unos
componentes del suero de la sangre, denominados inmunoglobulinas.
Los linfocitos T reconocen a las células infectadas por los virus y las destruyen con
ayuda de los macrófagos. Estos linfocitos amplifican o suprimen la respuesta
inmunológica global, regulando a los otros componentes del sistema inmunitario, y
segregan gran variedad de citoquinas. Constituyen el 70% de todos los linfocitos.
Tanto los linfocitos T como los B tienen la capacidad de "recordar" una exposición
previa a un antígeno específico, así cuando haya una nueva exposición a él, la
acción del sistema inmunitario será más eficaz.
PLAQUETAS
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Las plaquetas (trombocitos) son fragmentos celulares pequeños (2-3 pm de
diámetro), ovales y sin núcleo. Se producen en la médula ósea a partir de la
fragmentación del citoplasma de los megacariocitos quedando libres en la
circulación sanguínea.
Su valor cuantitativo normal se encuentra entre 150.000 y 450.000 plaquetas por
mm3 (en España, por ejemplo, el valor medio es de 226.000 por microlitro con una
desviación estándar de 46.0001).
Las plaquetas sirven para taponar las lesiones que pudieran afectar a los vasos
sanguíneos. En el proceso de coagulación (hemostasia), las plaquetas contribuyen
a la formación de los coágulos (trombos), así son las responsables del cierre de las
heridas vasculares.
Una gota de sangre contiene alrededor de 250.000 plaquetas.
Su función es coagular la sangre, las plaquetas son las células más pequeñas de la
sangre, cuando se rompe un vaso circulatorio ellas vienen y rodean la herida para
disminuir el tamaño para evitar el sangrado.
El fibrinogeno se transforma en unos hilos pegajosos y con las plaquetas forman
una red para atrapar los glóbulos rojos que se coagula y forma una costra para
evitar la hemorragia.
9.2 PLASMA SANGUÍNEO
El plasma sanguíneo es la porción líquida de la sangre en la que están inmersos los
elementos formes. Es salado y de color amarillento traslúcido y es más denso que
el agua. El volumen plasmático total se considera como de 40-50 mL/kg peso.
El plasma sanguíneo es esencialmente una solución acuosa de composición
compleja conteniendo 91% agua, y las proteínas el 8% y algunos rastros de otros
materiales (hormonas, electrolitos, etc). Estas proteínas son: fibrógeno, globulinas,
albúminas y lipoproteínas. Otras proteínas plasmáticas importantes actúan como
transportadores hasta los tejidos de nutrientes esenciales como el cobre, el hierro,
otros metales y diversas hormonas. Los componentes del plasma se forman en el
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hígado (albúmina y fibrógeno), las glándulas endocrinas (hormonas), y otros en el
intestino.
Además de vehiculizar las células de la sangre, también lleva los alimentos y las
sustancias de desecho recogidas de las células. El suero sanguíneo es la fracción
fluida que queda cuando se coagula la sangre y se consumen los factores de la
coagulación.
El plasma es una mezcla de proteínas, aminoácidos, glúcidos, lípidos, sales,
hormonas, enzimas, anticuerpos, urea, gases en disolución y sustancias
inorgánicas como sodio, potasio, cloruro de calcio, carbonato y bicarbonato.
9.3 CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS
La sangre es un fluido no-newtoniano , con movimiento perpetuo y pulsátil, que
circula unidireccionalmente contenida en el espacio vascular (las propiedades
del flujo son adaptadas a la arquitectura de los vasos sanguíneos). El impulso
hemodinámico es proporcionado por el corazón en colaboración con los
grandes vasos elásticos.
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La sangre suele tener un pH entre 7,36 y 7,44 (valores presentes en sangre
arterial). Sus variaciones más allá de esos valores son condiciones que deben
corregirse pronto (alcalosis, cuando el pH es demasiado básico, y acidosis,
cuando el pH es demasiado ácido).
Una persona adulta tiene alrededor de 4-5 litros de sangre (7% de peso corporal), a
razón de unos 65 a 71 mL de sangre por kg de peso corporal.
9.4 TIPOS DE SANGRE
GRUPO SANGUÍNEO
El tipo de sangre es determinado, en parte, por los antígenos de los grupos
sanguíneos A, B, O presentes en los glóbulos rojos y blancos, inclusive.
Un grupo sanguíneo es una clasificación de la sangre de acuerdo con las
características presentes o no en la superficie de los glóbulos rojos y en el suero de
la sangre. Las dos clasificaciones más importantes para describir grupos
sanguíneos en humanos son los antígenos (el sistema ABO) y el factor Rh.
El sistema ABO fue descubierto por Karl Landsteiner en 1901, convirtiéndolo en el
primer grupo sanguíneo conocido; su nombre proviene de los tres tipos de grupos
que se identifican: los de antígeno A, de antígeno B, y "O". Las transfusiones de
sangre entre grupos incompatibles pueden provocar una reacción inmunológica
que puede desembocar en hemólisis, anemia, fallo renal, shock o muerte.
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El motivo exacto por el que las personas nacen con anticuerpos contra un antígeno
al que nunca han sido expuestas es desconocido. Se piensa que algunos antígenos
bacterianos son lo bastante similares a estos antígenos A y B que los anticuerpos
creados contra la bacteria reaccionan con los glóbulos rojos ABO-incompatibles.
• El científico austríaco Karl Landsteiner fue premiado con el Premio Nobel
de Fisiología o Medicina en 1930 por sus trabajos en la caracterización de
los tipos sanguíneos ABO.
IMPORTANCIA
Cada individuo posee un conjunto diferente de antígenos eritrocitarios, y por su
número --- existen a día de hoy cerca de 27 sistemas antigénicos conocidos, más
algunos antígenos diferenciados que aún no han sido atribuidos a ningún sistema
específico --- es difícil (si no imposible) encontrar dos individuos con la misma
composición antigénica. De ahí la posibilidad de la presencia, en el suero, de
anticuerpos específicos (dirigidos contra los antígenos que cada individuo no
posee), lo que resulta en aglutinación o hemólisis cuando ocurre una transfusión
incompatible. Diferentes sistemas antigénicos se caracterizan por inducir a la
formación de anticuerpos en intensidades diferentes; por lo que algunos son más
comunes y otros, más raros.
Los sistemas antigénicos considerados más importantes son el sistema ABO y el
Sistema Rh. Estos son los sistemas comúnmente relacionados a las temidas
reacciones de transfusiones hemolíticas. Reacciones contra antígenos eritrocitarios
también pueden causar la dolencia Hemolítica del recién nacido, causada por el
factor Rh+ del padre y del bebé y el Rh - de la madre - (DHRN o Eritroblastosis
Fetal), cuya causa generalmente (no siempre) se asocia a diferencias antigénicas
relacionadas al Sistema Rh.
La determinación de los grupos sanguíneos tiene importancia en varias ciencias:
• En Hemoterapia, se vuelve necesario estudiar al menos alguno de estos
sistemas en cada individuo para garantizar el éxito de las transfusiones. Así,
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antes de toda transfusión, es necesario determinar, al menos el tipo ABO y Rh
del donador y del receptor.
• En Ginecología/Obstetricia, se puede diagnosticar DHRN a través de su
estudio, adoptándose medidas preventivas y curativas.
• En Antropología, se puede estudiar diversas razas y sus interrelaciones
evolutivas, a través del análisis de la distribución poblacional de los diversos
antígenos, determinando su predominancia en cada raza humana y haciéndose
comparaciones.
CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA ABO
Las personas con sangre del tipo A tienen glóbulos rojos que expresan
antígenos de tipo A en su superficie y anticuerpos contra los antígenos B en el
plasma de su sangre.
Las personas con sangre del tipo B tiene la combinación contraria, glóbulos
rojos con antígenos de tipo B en su superficie y anticuerpos contra los
antígenos A en el plasma de su sangre.
Los individuos con sangre del tipo O ó 0 (cero) no expresan ninguno de los dos
antígenos (A o B) en la superficie de sus glóbulos rojos pero tienen anticuerpos
contra ambos tipos, mientras que las personas con tipo AB expresan ambos
antígenos en su superficie y no fabrican ninguno de los dos anticuerpos.
Esta clasificación internacional, debida a Landsteiner, ha reemplazado a la de
Moss, en la cual el grupo I corresponde al grupo AB de la precedente, el grupo 2 al
grupo A, el grupo 3 al grupo B, y el grupo 4 al grupo O. Estos cuatro grupos
sanguíneos constituyen el sistema ABO.
A causa de estas combinaciones, el tipo 0 puede transfundir a cualquier persona
con cualquier tipo y el tipo AB puede recibir de cualquier tipo ABO.
La denominación «O» y «cero» es confusa, y ambas están muy extendidas. El
austriaco Karl Landsteiner designó los grupos sanguíneos a principios del s. XX.
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Algunas fuentes indican que O podría deberse a la preposición Ohne, que es "sin"
en alemán (Sin antígeno). Sin embargo allí se dice NullBlutgruppe, y casi nunca la
alternativa O Blutgruppe. En alemán «O» se dice /o/ y 0 (cero) se dice Null. En
inglés «O» se lee /ou/ y a veces el cero también se lee /ou/ (por ejemplo en un n° de
teléfono, o en una fecha). Sistema ABO y O blood-group es de uso mayoritario en
inglés. Otros idiomas de Europa mantienen la designación «null», en sus variantes
zero,cero,nula, etc.
En Centroamérica y el Caribe es más común «O positivo», evitando la similitud
«cero positivo» con el término «seropositivo» -se llama seropositivo al individuo que
presenta en sangre anticuerpos que, cuando se le somete a la prueba diagnóstica
apropiada, prueban la presencia de un determinado agente infeccioso- que mucha
gente relaciona con el retrovirus VIH, causante del SIDA (síndrome de
inmunodeficiencia adquirida).
COMPATIBILIDAD
Los donantes de sangre y los receptores deben tener grupos compatibles. El grupo
O- es compatible con todos, por lo que, quien tiene dicho grupo se dice que es un
donante universal. Por otro lado, una persona cuyo grupo sea AB+, podrá recibir
sangre de cualquier grupo, y se dice que es un receptor universal. Por ejemplo, una
persona de grupo A- podrá recibir sangre O- o A- y donar a AB+, AB-, A+ o A-.
Cabe mencionar que al recibirse la sangre de un donante, ésta se separa en
distintos hemocomponentes y ahí se determina la compatibilidad con los debidos
grupos sanguíneos. Actualmente ya casi no se realizan transfusiones de sangre
entera, si así fuera no debemos utilizar el término "donante o receptor universal" ya
que debemos tener en cuenta que la sangre entera está compuesta principalmente
por glóbulos rojos (con sus antígenos) y por plasma (con sus anticuerpos). De ese
modo, si se transfundiera a una persona de grupo A la sangre de un supuesto dador
universal de grupo O, estaría ingresando anticuerpos anti A (del donante que es
grupo O), que como se mencionó, tiene anticuerpos anti-A y anti-B a la persona a
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transfundir provocando una incompatibilidad ABO pudiendo provocar incluso la
muerte.
Como se aclaró, la sangre se separa en distintos hemocomponentes, los glóbulos
rojos, plasma, y plaquetas. De esta manera, se pueden transfundir los glóbulos
rojos de un donante O a cualquier grupo sanguíneo ya que no cuenta con antígenos
para el sistema ABO en sus glóbulos rojos. Por el contrario, se puede transfundir su
plasma a un individuo solamente con el mismo grupo sanguíneo, teniendo en
cuenta que el grupo O cuenta con anticuerpos anti-A y anti-B. Lo mismo sucede con
el grupo AB.
9.5 FISIOLOGÍA DE LA SANGRE
Una de las funciones de la sangre es proveer nutrientes (oxígeno, glucosa),
elementos constituyentes del tejido y conducir productos de la actividad metabólica
(como dióxido de carbono).
La sangre también permite que células y distintas sustancias (aminoácidos, lípidos,
hormonas) sean transportadas entre tejidos y órganos.
La fisiología de la sangre está relacionada con los elementos que la componen y
por los vasos que la transportan, de tal manera que:
• Transporta el oxígeno desde los pulmones al resto del organismo,
vehiculizado por la hemoglobina contenida en los glóbulos rojos.
• Transporta el anhídrido carbónico desde todas las células del cuerpo hasta
los pulmones.
• Transporta los nutrientes contenidos en el plasma sanguíneo, como glucosa,
aminoácidos, lípidos y sales minerales desde el hígado, procedentes del
aparato digestivo a todas las células del cuerpo.
• Transporta mensajeros químicos, como las hormonas.
• Defiende el cuerpo de las infecciones, gracias a las células de defensa o
glóbulo blanco.
• Responde a las lesiones que producen inflamación, por medio de tipos
especiales de leucocitos y otras células.
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• Coagulación de la sangre y hemostasia: Gracias a las plaquetas y a los
factores de coagulación.
• Rechaza el trasplante de órganos ajenos y alergias, como respuesta del
sistema inmunitario.
• Homeostasis en el transporte del líquido extracelular, es decir en el líquido
intravascular.
9.6 HEMATOPOYESIS
Las células sanguíneas son producidas en la médula ósea de los huesos largos,
mientras que los glóbulos blancos se producen en la médula osea de los huesos
planos; este proceso es llamado hematopoyesis. El componente proteico es
producido en el hígado, mientras que las hormonas son producidas en las
glándulas endocrinas y la fracción acuosa es mantenida por el riñón y el tubo
digestivo
Las células sanguíneas son degradadas por el bazo y las células de Kupffer en el
hígado (hemocateresis). Este último, también elimina las proteínas y los
aminoácidos. Los eritrocitos usualmente viven algo más de 120 días antes de que
sea sistemáticamente reemplazados por nuevos eritrocitos creados en el proceso
de eritropoyesis.
9.7 HEMOGRAMA
El hemograma es el informe impreso resultante de un análisis cuali-cuantitativo de
diversas variables mensurables de la sangre. El hemograma básico informa sobre
los siguientes datos:
• Recuento de elementos formes
• Valores de hemoglobina
• Índices corpusculares
• Valores normales
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9.8 HEMOSTASIA
Hemostasia o hemostasis es el conjunto de mecanismos aptos para detener los
procesos hemorrágicos, en otras palabras, es la capacidad que tiene un organismo
de hacer que la sangre en estado líquido permanezca en los vasos sanguíneos. La
hemostasia permite que la sangre circule libremente por los vasos y cuando una de
estas estructuras se ve dañada, permite la formación de coágulos para detener la
hemorragia, posteriormente reparar el daño y finalmente disolver el coágulo.
En condiciones normales, los vasos sanos están recubiertos internamente por una
capa de células endoteliales, que forman el endotelio. Este tejido es
antitrombogénico, es decir:
• Protege de la activación de las plaquetas, sintetizando prostaciclina (PGI2) y
monóxido de nitrógeno (NO); estos dos mediadores son potentes
vasodilatadores, e inhibidores de la agregación plaquetaria, cuya síntesis se
estimula durante el proceso de coagulación por mediadores como la
trombina y citoquinas;
• Regula negativamente la coagulación, sintetizando trombomodulina,
heparina e inhibidores de la vía del factor tisular entre otras moléculas, cuya
función es inactivar la trombina y los factores de coagulación;
• Regula la fibrinólisis, sintetizando moléculas del sistema fibrinolítico, como
t-PA, una proteasa que corta el plasminógeno para producir plasmina, que a
su vez corta la fibrina, disolviendo así el trombo o coágulo.
Externamente al endotelio se encuentra el subendotelio (el tejido
conectivosubendotelial), que es un tejido trombogénico: es el lugar de adhesión de
las plaquetas y de activación de la coagulación. Ello se debe a que este tejido está
compuesto de macromoléculas (sobre todo colágeno y miofibrillas) que pueden
desencadenar la activación del proceso de hemostasis. En tejidos sanos, el
subendotelio está recubierto por el endotelio, y por tanto fuera del alcance de las
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plaquetas. Sin embargo, cuando se produce daño tisular, los vasos se rompen y el
subendotelio entra en contacto con la sangre:
Las plaquetas entran en contacto con el colágeno de la matriz extracelular, lo
que provoca su activación y el inicio del proceso de hemostasis;
El factor tisular entra en contacto con el factor de coagulación VII, activándolo,
lo que desencadena la vía extrínseca de la coagulación.
El actor principal de la hemostasis son las plaquetas, los elementos más pequeños
que circulan en la sangre (2 a 5 pm), de forma discoide, anucleados, con una vida
media de 10 días y en una concentración plasmática de 150 a 400x10A9/L. Las
plaquetas se originan a partir del citoplasma de los megacariocitos y presentan
todos los orgánulos de una célula normal (retículo endoplásmico, lisosomas,
mitocondrias, microtúbulos, etc) a excepción del núcleo celular. En su membrana
plasmática presentan varios tipos de glicoproteínas, como por ejemplo GPIa-IIa,
GPIba, GPIIb-IIIa, GPIb-IX-V, CD9, etc. Otra característica importante de las
plaquetas es la presencia de dos tipos de gránulos en su citoplasma:
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Gránulos a, que contienen: factor 4 plaquetario (una quimioquina que se une al
heparan), factor von Willebrand, fibrinógeno, fibronectina, factor V, factor VIII,
PDGF y TGF-beta;
Granulos densos o 5: contienen calcio, ADP, ATP, serotonina, histamina y
adrenalina.
FASES DE LA HEMOSTASIA
VASOCONSTRICCIÓN REFLEJA
Respuesta transitoria inmediata (producida por el SN simpático ) a un daño del vaso
sanguíneo, desencadenando un espasmo vascular que disminuye el diámetro del
vaso y retrasa la hemorragia. Asimismo la vasoconstricción favorece la marginación
de las células sanguíneas, acercándolas al sitio de la lesión, de manera que se
facilitan las interacciones entre las plaquetas y el subendotelio.
HEMOSTASIA PRIMARIA
Es el proceso de formación del "tapón hemostático primario" o "tapón plaquetario",
iniciado segundos después del traumatismo vascular. El tapón se forma porque los
trombocitos se adhieren fuertemente al colágeno libre del vaso sanguíneo dañado,
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esto desencadena la liberación de múltiples sustancias químicas, como el ADP, el
que aumenta la agregación de las plaquetas permitiendo una mayor unión entre
estos elementos figurados, al cabo del proceso el tapón, ya está formado.Las
etapas de la hemostasis primaria son:
ADHESIÓN DE LAS PLAQUETAS
La glicoproteina GPIb de las plaquetas se fija al colágeno del subendotelio a través
del vWF (por von Willebrand factor), mientras que la glicoproteina GPIa-IIa se fija
directamente al colágeno.
ACTIVACIÓN DE LAS PLAQUETAS
Esta incluye:
• Degranulación de los gránulos a y 5, con liberación de su contenido en el
plasma sanguíneo
• Cambio de forma de las plaquetas
• Activación de la glicoproteina de membrana GPIIb-IIIa: cambio de
conformación
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• Liberación de tromboxano (TxA2)
• flip-flop de los fosfolípidos de la membrana, con exposición de cargas
negativas hacia el exterior
AGREGACIÓN DE LAS PLAQUETAS
El fibrinógeno plasmático (producido por el hígado) se asocia a la glicoproteina
GPIIb-IIIa activada; como una molécula de fibrinógeno es un dímero simétrico,
puede unirse simultáneamente a dos ligandos situados en dos plaquetas
diferentes, lo que provoca la formación de una red de fibrinógeno y plaquetas que
es lo que constituye el coágulo primario, que es soluble y reversible.
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Tema 9
GLOSARIO
1) Vitamina K. También conocida como fitomenadiona o antihemorrágica, es un
grupo derivado de 2-metil-naftoquinonas. Son vitaminas humanas, lipofílicas
(solubles en lípidos) e hidrofóbicas (insolubles en agua), principalmente
requeridas en los procesos de coagulación de la sangre. Pero también sirve para
generar glóbulos rojos (sangre). La vitamina K2 (menaquinona) es normalmente
producida por una bacteria intestinal, y la deficiencia dietaria es
extremadamente rara, a excepción que ocurra una lesión intestinal o que la
vitamina no sea absorbida.
2) Aplasia. (del Griego a — no; plasis — formación) es generalmente definido
como el desarrollo defectuoso o la ausencia congénita de un órgano o tejido.1 2
En el campo de la hematología, el término se refiere al retraso, incompleto o
desarrollo defectuoso, o la cesación del usual proceso regenerativo.
3) Proenzima. Un zimógeno o proenzima es un precursor enzimático inactivo, es
decir, no cataliza ninguna reacción como hacen las enzimas. Para activarse,
necesita de un cambio bioquímico en su estructura que le lleve a conformar un
centro activo donde pueda realizar la catálisis
PREGUNTAS
- Cuáles son los niveles normales de hemoglobina.
- Cuales son los niveles normales del hematocrito.
- Que son los granulocitos?
- Cual es la acción de la antitrombina III?
- Mencione una proenzima.
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TEMA 1O.
10. GENÉTICA
10 GENÉTICA
10.1 DEFINICIÓN
La genética es la rama de la biología que estudia los principios y mecanismos de la
herencia de los seres vivos, especialmente los medios por los que los distintos
caracteres se transmiten a la descendencia y las causas de las semejanzas y
diferencias entre organismos relacionados.
De otra manera la genética también se puede definir así:
Rama de la biología, que estudia los factores hereditarios normales, la
transmisión de los caracteres morfológicos y fisiológicos de generación a
generación.
10.2 LEYES DE MENDEL
Mendel, fue el primer científico en aplicar de manera eficaz el método cuantitativo al
estudio de la herencia, trabajó con la planta del guisante (chícharo), describió los
patrones de la herencia en función de siete pares de rasgos contrastantes que
aparecían en siete variedades diferentes de esta planta.
Observó que los caracteres se heredaban como unidades separadas, y cada una
de ellas lo hacía de forma independiente con respecto a las otras.
Señaló que cada progenitor tiene pares de unidades, pero que sólo aporta una
unidad de cada pareja a su descendiente. Más tarde, las unidades descritas por
Mendel recibieron el nombre de genes. A partir de los trabajos de Mendel quedaron
tres principios fundamentales de la genética, que hoy se conocen como leyes:
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1. LEY DE LA UNIFORMIDAD. Esta primera ley se llama también, ley de la
uniformidad de los híbridos de la primera generación (F1), y dice que cuando
dos homocigotos con diferentes alelos se cruzan, todos los descendientes que
constituyen la primera generación filial (F1) son idénticos y heterocigotos.
2. LEY DE LA SEGREGACIÓN. A la segunda ley de Mendel también se le llama
de la separación o disyunción de los alelos. La ley de segregación hace
referencia a que cada individuo posee dos genes para un carácter particular, de
los cuales solamente uno puede ser transmitido cada vez.
3. LEY DE COMBINACIÓN INDEPENDIENTE. La tercera ley se conoce como la
de la herencia independiente de caracteres. La ley de combinación
independiente se refiere a que los miembros de diferentes parejas de genes
segregan y se transmiten a la descendencia de forma independiente.
Poco después del redescubrimiento de los trabajos de Mendel, los científicos se
dieron cuenta de que los patrones hereditarios que él había descrito eran
comparables a la acción de los cromosomas en las células en división, y sugirieron
que las unidades mendelianas de la herencia, los genes, se localizaban en los
cromosomas.
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10.3 GEN Y GENOMA
Los genes son la unidad mínima de información biológica, en ellos se encuentran
todas las instrucciones bioquímicas de cada ser vivo
Genoma es el conjunto de genes de cada individuo, es decir, la totalidad de la
información contenida en los genes, se transmite de generación a generación
perpetuando las características comunes de la especie y las particulares de cada
individuo y sus predecesores. Así, todos somos hijos y padres de seres humanos,
aunque con diferencias en cuanto a la estatura, el color de la piel y de los ojos,
gestos y comportamientos
10.4 INFORMACIÓN GENÉTICA
Los genes portan la información necesaria para el desarrollo de los organismos
vivos, en un proceso de revelación de estructuras fruto de la descodificación de la
información presente en la secuencia de bases nitrogenadas (adenina, timina,
guanina y citosina), pilares de la estructura molecular del DNA.
El orden definido por las secuencias de DNA se "descomprime" trasladándose al
orden más extenso del todo orgánico del ser vivo. En el proceso, la secuencia de
bases se traduce a una secuencia de aminoácidos, constituyéndose las proteínas
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estructurales y las enzimas. Estas últimas catalizan y canalizan un complejo
entramado de reacciones químicas y metabólicas celulares de tal modo que se
obtiene la suficiente energía para el crecimiento, desarrollo y relación del ser con su
entorno.
La reproducción es consustancial con el fenómeno vital. En realidad, los genes se
replican y los organismos se reproducen; siendo la propiedad replicativa del DNA,
principio fundamental de su propia existencia, la que conlleva la reproducción de los
seres vivos.
El hombre pertenece a los organismos eucariotas pluricelulares, cuyas células
están provistas de un núcleo nítidamente separado del citoplasma por la membrana
nuclear. En el núcleo, el DNA está organizado junto a un tipo peculiar de proteínas
denominado histonas, constituyendo unas estructuras individualizadas: los
cromosomas, de formas cambiantes según los estadios del ciclo celular.
10.5 CROMOSOMAS
Su nombre se debe a Waldeyer y proviene del griego cromo = color, soma = cuerpo,
"cuerpos coloreados" por su fácil tinción con colorantes básicos
Los cromosomas están formados por un material complejo llamado cromatina, el
cual consiste en fibras que contienen proteínas y DNA. En la célula en reposo se
encuentra en la forma no empacada, parcialmente extendida. Esta estructura
consta de hilos largo y delgados, en alguna medida agregados, lo que les da
aspecto granular al microscopio óptico. En la división celular, las fibras de cromatina
se condensan y son visibles como cromosomas bien definidos.
En el hombre, existen 23 pares de cromosomas homólogos.
Es particularmente característica de los cromosomas la tinción constante de su
estructura en formas de "bandas" claras y oscuras, que permite su identificación
individual y su diferenciación en distintos segmentos. Tales tinciones "de bandeo"
responden a la afinidad diferencial del colorante (Giemsa o similar) en su
combinación con las estructuras DNA-proteína.
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Cada cromosoma contiene de 70.000 a 100.000 genes, el gen es una unidad de
información que determina algunas características del organismo al aportar
información necesaria para realizar una o más funciones celulares específicas.
CONSTITUCIÓN DE LOS CROMOSOMAS
En la constitución de los cromosomas participan el DNA y unas proteínas de
naturaleza básica:
LAS HISTONAS. De estas proteínas se conocen varios tipos denominados H1,
H2a, H2b, H3 y H4. El primer nivel de organización comporta la formación de
una estructura a modo de collar de cuentas en la que éstas están constituidas
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por "octámeros" formados por parejas de cada una de las histonas, excepto la
H1 que se posiciona en medio entre dos "cuentas". Dicha estructura adquiere
progresivos niveles de complejidad y superenrollamiento, cuyo grado de
compactación depende del momento del ciclo celular y se relaciona con la
expresión génica.
CROMATINA. La estructura DNA-proteína, a la que se añade en menor medida
RNA, es la que se denomina cromatina (chroma = color) por su afinidad tincional
con colorantes básicos.
LOS CROMOSOMAS. Presentan unos brazos "cortos", denominados "p" (petit),
o "largos", denominados "q" (grand), separados por la constricción primaria o
centrómero.
TELÓMEROS. Los extremos de los cromosomas reciben el nombre de
telómeros.
El índice centromérico es la relación entre la longitud del brazo corto y la total del
cromosoma:
METACÉNTRICOS. Tienen un índice de 1, por que ambos brazos son iguales.
Son casi metacéntricos los cromosomas 1, 3, 16, 19 y 20
SUBMETACÉNTRICOS. Son de valores próximos a 1, uno de los brazos es
corto. Son submetacéntricos los cromosomas 2, 4, 5, 6 , 7, 8, 9, 10, 11, 12, 17,
18, y X
ACROCÉNTRICOS. Sensiblemente menores, no presenta brazo en uno de los
lados. Son acrocéntricos los 13, 14, 15, 21, 22 e Y
Los acrocéntricos, excepto el Y, presentan un adelgazamiento o tallo en su brazo
corto que se sigue de un pequeño fragmento esférico o satélite. En dichos tallos
asientan los organizadores nucleolares, donde se ubicarán los nucléolos (RNA
ribosómico precursor).
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Un cromosoma anterior a la duplicación (replicación del DNA) está constituido por
una única cromátide. Se acepta asimismo que cada cromátide está constituida por
una única molécula de DNA de doble hebra (bicatenaria) "de telómero a telómero".
10.6 ÁCIDOS NUCLEICOS: DNA Y RNA
Los ácidos nucleicos son estructuras poliméricas cuyas unidades básicas son los
nucleótidos.
Cada nucleótido está constituido por:
AZÚCAR PENTOSA. La ribosa para el RNA o la desoxirribosa para el DNA.
BASE NITROGENADA. Unida por un enlace N-glicosídico (carbono 1C) a una
purina: adenina (A) o guanina (G), o a una pirimidina. citosina (C), timina (T) o
uracilo (U) en el RNA
FOSFATO. Además, el azúcar presenta un grupo fosfato en el carbono 5C.
Un nucleósido es la unión de la pentosa y la base nitrogenada. Una cadena sencilla
de DNA se configura por la unión de sus nucleótidos por puentes fosfodiéster,
enlazando los carbonos 5C y 3C de los azúcares adyacentes
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El DNA forma una molécula bicatenaria en la que existe una complementariedad en
la unión de sus bases A-T y G-C según enlaces por puentes de hidrógeno.
La cadena forma una doble hélice arrollada hacia la derecha, en el sentido de las
agujas del reloj, mirando a lo largo del eje central. El diámetro es de 2 nm, con una
vuelta completa cada 3,4 nm, en la que participan 10 nucleótidos. Los grupos
fosfato y los azúcares quedan en el exterior de la molécula y el plano de estos
últimos forma un ángulo recto con el plano de las bases, que se sitúan en el interior.
Ambas cadenas discurren antiparalelamente (5C-3C/3C-5C) y se configuran un
surco delgado y otro grueso en donde las cargas negativas de los grupos fosfato
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permiten la unión, in vivo, con las histonas. El RNA forma estructuras unicatenarias
con posibles áreas plegadas conformadas en doble cadena.
10.7 DOGMA CENTRAL DE BIOLOGIA MOLECULAR
DNA Y REPLICACIÓN
La replicación del DNA es semiconservativa (propuesto por Watson y Crick), cada
cadena sirve de molde para la síntesis de las cadenas nuevas, de acuerdo con la
complementariedad de bases.
De ese modo se asegura la perdurabilidad de la información genética en las
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moléculas hijas recién formadas, que son idénticas entre sí y con respecto a la
molécula original progenitora.
El proceso está catalizado por las DNA polimerasas-DNA dependientes, que
dirigen la incorporación progresiva de nucleótidos nuevos que enlazan su grupo
fosfato 5C al extremo 3COH de la cadena en crecimiento y cuyas bases son
complementarias a las de la cadena molde, a la que se unen con enlaces por
puentes de hidrógeno. La síntesis de la nueva cadena discurre, pues, en la
dirección 5C-3C.
Para la replicación se requiere que las cadenas molde se separen, constituyéndose
una horquilla replicativa que se traslada a lo largo de toda la molécula.
RNA Y TRANSCRIPCIÓN
Se define como transcripción al proceso mediante el cual se transmite la
información genética desde le DNA hasta el RNA, proceso de síntesis de una
cadena de RNA a partir de una cadena de DNA que le sirve como molde o cadena
"con sentido".
El proceso está catalizado por las RNA-polimerasas-DNA dependientes o
transcriptasas directas, que inician la transcripción al unirse a una región del DNA
denominada promotora.
La hebra de RNA crece en la dirección 5C-3C, incorporando ribonucleótidos con
sus bases complementarias a las de la cadena molde y situándose uracilo en lugar
de timina.
Existen tres tipos de RNA:
1. EL RIBOSÓMICO O rRNA. Se sintetiza en los organizadores nucleolares
cromosómicos constituyendo las moléculas precursoras de los ribosomas.
2. EL RNA DE TRANSFERENCIA O tRNA. Existen 20 tipos "isoaceptores" que
incorporan un aminoácido distinto a la cadena polipeptídica.
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3. EL RNA MENSAJERO O mRNA. Que porta la información codificada para la
síntesis proteica.
En muchos casos son transcritas ambas cadenas de DNA, originándose moléculas
de mRNA que portarán información diferente. Por término medio una célula
humana posee unos 60.000 tipos de mRNA diferentes, de un tamaño de unos
2.200 nucleótidos.
En casi todas las células se hallan a su vez DNA polimerasas-RNA dependientes, o
transcriptasas inversas, que dirigen la síntesis de una cadena de DNA utilizando
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RNA como molde. Dicho proceso se denomina transcripción inversa o ilegítima.
Esas enzimas son muy utilizadas en las técnicas de genética molecular.
TRADUCCIÓN
La síntesis de proteínas o traducción tiene lugar en los ribosomas del citoplasma.
Los aminoácidos son transportados por el tRNA, específico para cada uno de ellos,
y son llevados hasta el mRNA, dónde se aparean el codón de éste y el anticodón
del tRNA, por complementariedad de bases, y de ésta forma se sitúan en la
posición que les corresponde.
Una vez finalizada la síntesis de una proteína, el mRNA queda libre y puede ser
leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente que antes de que finalice una proteína
ya está comenzando otra, con lo cual, una misma molécula de mRNA, está siendo
utilizada por varios ribosomas simultáneamente.
La transferencia de información genética desde el DNA hasta RNA y la formación
de la proteína se denomina dogma central de la biología molecular.
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10.8 CÓDIGO GENÉTICO
La información genética se almacena dentro de una molécula de DNA en forma de
un código de tripletes, esto es, una secuencia de tres bases que determina un
aminoácido.
Existen 64 posibles variaciones con repetición de tres nucleótidos en
correspondencia con 20 aminoácidos. Cada ordenación de tres nucleótidos o
codón (tripletes) codifica solamente un aminoácido. El triplete complementario de la
molécula de tRNA que se une a él con un aminoácido particular se denomina
anticodón
Por degeneración del código se entiende el hecho de que a cada aminoácido le
corresponde más de un codón. Por universalidad del código se entiende que es el
mismo para todos los organismos vivos, excepción hecha de algunos procariotas,
protozoos ciliados y de las mitocondrias.
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10.9 DIVISIÓN CELULAR
Los animales están formados por miles de millones de células individuales
organizadas en tejidos y órganos que cumplen funciones específicas. Todas las
células animales han surgido a partir de una única célula inicial por un proceso de
división.
El óvulo fecundado se divide y forma dos células hijas idénticas, cada una de las
cuales contiene un juego de cromosomas idéntico al de la célula madre. Después
cada una de las células hijas vuelve a dividirse de nuevo, y así continúa el proceso.
Salvo en la primera división del óvulo, todas las células crecen hasta alcanzar un
tamaño aproximado al doble del inicial antes de dividirse. En este proceso, llamado
mitosis, se duplica el número de cromosomas (es decir, el ADN) y cada uno de los
juegos duplicados se desplaza sobre una matriz de microtúbulos hacia un polo de la
célula en división, y constituirá la dotación cromosómica de cada una de las dos
células hijas que se forman.
10.10 CICLO CELULAR Y REPRODUCTIVO
La célula puede encontrarse en dos estados claramente diferenciados:
• El estado de no división o interfase. La célula realiza sus funciones
específicas y, si está destinada a avanzar a la división celular, comienza por
realizar la duplicación de su ADN.
• El estado de división, llamado fase M.
INTERFASE
Es el período comprendido entre divisiones celulares. Es la fase más larga del ciclo
celular, ocupando casi el 90% del ciclo, trascurre entre dos mitosis y comprende
tres etapas:[4]
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Fase G1 (del inglés Growth:espacio): Es la primera fase del ciclo celular, en la
que existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el período
que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. Tiene
una duración de entre 6 y 12 horas, y durante este tiempo la célula duplica su
tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes, como
resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables
de su fenotipo particular.
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Fase S (del inglés Synthesis): Es la segunda fase del ciclo, en la que se
produce la replicación o síntesis del ADN, como resultado cada cromosoma se
duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del
ADN, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al
principio. Tiene una duración de unos 6-8 horas.
Fase G2 Es la tercera fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la
síntesis de proteínas y ARN. Al final de este período se observa al microscopio
cambios en la estructura celular, que indican el principio de la división celular.
Tiene una duración entre 3 y 4 horas. Termina cuando la cromatina empieza a
condensarse al inicio de la mitosis.
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MITOSIS
La mitosis (gr. mítos = hilo) o cariocinesis, es el proceso de división celular
mediante el cual una célula nueva adquiere un número de cromosomas idéntico al
de sus progenitores. Esta división celular implica el reparto equitativo de los
materiales celulares entre las dos células hijas. Por tanto, la mitosis es un
mecanismo que permite a la célula distribuir en las mismas cantidades los
materiales duplicados durante la fase S de la interfase.
Este periodo se subdivide a su vez en cuatro fases:
1. PROFASE. (gr. pró = antes) Los cromosomas son largos como hebras de hilo,
están dispersos en forma difusa en el núcleo y no son observables al
microscopio óptico. Posteriormente se arrollan o condensan para formar los
cromosomas mitóticos que son observables al microscopio óptico.
2. METAFASE. (gr. metá = entre, después de) Antes de la metafase existe un
periodo denominado prometafase.
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a. PROMETAFASE. Los cromosomas presentan dos subunidades
paralelas denominadas cromátides, las que se encuentra unidas por el
centrómero, los cromosomas se acortan y son más gruesos. Al mismo
tiempo se duplican los centríolos.
b. METAFASE. Los cromosomas se ubican en el plano ecuatorial (placa
ecuatorial), formando los husos mitóticos por los microtúbulos que se
extiende desde el cinetocoro hasta el centríolo.
3. ANAFASE. (gr. aná = sobre, hacia arriba) El centrómero y el cinetocoro se
dividen, los cual permite la migración de las cromátidas hacia los polos de los
husos mitóticos.
4. TELOFASE. (gr. télos = fin) Se completa la división celular, los cromosomas se
desenrollan y alargan. Resulta dos células hijas.
MEIOSIS
Los organismos superiores que se reproducen de forma sexual se forman a partir
de la unión de dos células sexuales especiales denominadas gametos. Los
gametos se originan mediante meiosis proceso de doble división de las células
germinales.
La meiosis (gr. meióein = menor, reducir), se diferencia de la mitosis en que sólo
se transmite a cada célula nueva un cromosoma de cada una de las parejas de la
célula original. Por esta razón, cada gameto contiene la mitad del número de
cromosomas (numero haploide) que tienen el resto de las células del cuerpo
(numero diploide). Cuando en la fecundación se unen dos gametos, la célula
resultante, llamada cigoto, contiene toda la dotación doble de cromosomas. La
mitad de estos cromosomas proceden de uno y el otro progenitor
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PRIMERA DIVISIÓN MEIOTICA:
1. PROFASE I. Al igual que la mitosis, los cromosomas se duplicas durante la fase
S de la interfase. La primera división meiotica tiene una profase prolongada que
se subdivide en cinco estadios.
a. LEPTOTENO. (gr. leptos = fino, nema = hilo), los cromosomas se
encuentra como largos filamentos finos.
b. CIGOTENO. (gr. zygos = yugo, estadio de unión), los cromosomas
homólogos se aparean, denominado sinapsis (sinapsis = ligamento),
formando pares bivalentes, el par homologo esta compuesto por cuatro
cromátidas.
c. PAQUITENO. (gr. pakys = grueso), los cromosomas se acortan, enrollan
y engruesa.
d. DIPLOTENO. (gr. diplos = doble), los cromosomas se separan, cada
bivalente se compone de cuatro cromátides, denominadas tétradas.
DIPLONEMA TARDÍO. crossing over o entrecruzamiento, es el
intercambio de segmentos de cromátidas entre cromosomas homólogos.
Formación del quiasma, separación, de los pares homólogos en los sitios
de intercambio formando el quiasma.
e. DIACINESIS. (gr. dia = a través, kinesis = movimiento), migración de los
cromosomas hacia los polos.
2. METAFASE I. Formación de la placa ecuatorial por los pares bivalentes.
3. ANAFASE I. En esta fase no se dividen los centrómeros y los cromosomas
enteros, cada uno, compuesto por dos cromátidas hermanas migra hacia los
polos opuestos.
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4. TELOFASE I. Se vuelven a formar los núcleos,
SEGUNDA DIVISION MEIOTICA:
1. PROFASE II. No hay síntesis de DNA, los cromosomas tienen 1n. Se forma el
huso
2. METAFASE II. Los cromosomas se dispone en la placa ecuatorial
3. ANAFASE II. Se produce la división de los centrómeros de cada bivalente, las
cromátidas hermanas se convierten en cromosomas hijos.
4. TELOFASE II. Formación de los cuatro gametos, cada uno con la mitad o
número haploide de cromosomas.
La fecundación es la unión del óvulo con el espermatozoide, constituyéndose el
cigoto diploide. Tras la entrada de un espermatozoide dentro del ovocito
secundario, éste termina la meiosis II, dando origen al óvulo propiamente dicho y al
segundo glóbulo polar.
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Los cromosomas se descondensan y se reconstituyen las membranas de los dos
"pro-núcleos", siendo el masculino sensiblemente mayor que el femenino.
Inmediatamente se fusionan ambos núcleos (cariogamia), constituyéndose el
núcleo del cigoto.
Al existir 23 pares de cromosomas homólogos, la distribución al azar en la anafase
I de los mismos suponen 223 = 8.388.608 posibles combinaciones para cada
gameto, es decir, 246 = 70 billones de posibles cigotos distintos, únicamente en
base a poseer diferentes combinaciones cromosómicas. Tal cifra quedará
muchísimo más agrandada al considerar los entrecruzamientos entre los
homólogos, que originan innumerables recombinaciones alélicas.
DIFERENCIAS ENTRE LA MITOSI5 Y LA MEIOSIS (CUADRO
RESUMEN)
MITOSIS MEIOSIS
A nivel genético
Reparto exacto del material genético.
Segregación al azar de los cromosomas
homólogos y entrecruzamiento como
fuente de variabilidad genética.
A nivel -celular
Como consecuencia de lo anterior »
forman células, gen éticamente
iguales.
Produce una reducción del juego de
cromosomas a la mitad exacta de los
cromosomas homólogos.
A nivel orgánico
Se da este tipo de división en los
organismos unicelulares para su
reproducción asexual y en
pluricelulares para su desarrollo,
crecimiento y la reparación y
regeneración de tejidos y órganos.
Sirve para la formación de las células
reproductoras sexuales: Ice gametos, o las
células reproductoras asexuales: las
esporas.
Fuente: Biología Humana. McGraw Hill-International
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10.11 GAMETOGÉNESIS
La gametogénesis, es un proceso meiótico que tiene la finalidad de producir células
sexuales o gametos, los cuales, como ya sabemos, son haploides y participan en el
proceso de reproducción. Este proceso se efectúa en el interior de las gónadas y se
inicia en células sexuales no diferenciadas y diploides, que en los animales se
llaman espermatogonias y ovogonias.
La gametogénesis humana se inicia en la etapa de pubertad, que en el hombre se
alcanza aproximadamente entre los 10 y 14 años de edad y se le denomina
espermatogénesis.
En la mujer, la producción de gametos u ovogénesis se inicia al tercer mes del
desarrollo fetal y se suspende en profase I de leptoteno, esta meiosis se reinicia
entre los 10 y 12 años de edad, que es cuando presentan primer ciclo menstrual.
ESPERMATOGÉNESIS HUMANA
Los espermatozoides se forman en el interior de los testículos, específicamente
dentro de los túbulos seminíferos. Las paredes de estos túbulos se encuentran
tapizados de espermatogonias, las cuales, por meiosis, se transforman en
espermatozoides. La espermatogénesis, tiene una duración de aproximadamente
74 días.
La espermatogonia entra en un período de crecimiento que dura
aproximadamente 26 días y se transforma en un espermatocito de primer orden.
El espermatocito de primer orden entra a la primera división meiotica originando
dos espermatocitos de segundo orden.
Los espermatocitos de segundo orden entran a la segunda división meiótica y
originan cuatro células haploides llamadas espermatidas.
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Cada espermátida entra a un proceso de metamorfosis o diferenciación llamado
espermiogénesis y se convierten en espermatozoides. El paso de
espermatocito primario hasta espermatozoide maduro requiere de 48 días.
OVOGÉNESIS HUMANA
En las mujeres las células de estirpe germinal u ovogonias proliferan
mitóticamente, pero muy tempranamente, alrededor del quinto mes de gestación,
entran en meiosis, deteniéndose la división en el diploteno, que se le denomina
aquí dictioteno (ovocito primario). En este momento los cromosomas, que están
apareados con sus homólogos, detienen la terminalización de los quiasmas y se
descondensan parcialmente, reconstituyéndose la membrana nuclear. Se activa la
transcripción y la síntesis proteica de sustancias de reserva (vitelo) y de productos
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directores de las primeras etapas del futuro desarrollo embrionario, que darán
explicación al fenómeno genético conocido como efecto materno.
Los ovocitos primarios, detenidos en la meiosis I, están en todo su conjunto
formado en el momento del nacimiento.
A partir de la pubertad, en cada "ovulación" un ovocito primario termina la
meiosis I y se forman el primer corpúsculo polar y un ovocito secundario.
El ovocito secundario entra en meiosis II, deteniéndose en la metafase
alrededor del día 14 del ciclo ovulatorio
Se libera entonces el óvulo del ovario (ovocito secundario detenido en meiosis
II) a la trompa de Falopio, donde se fecundará.
El óvulo es un gameto funcional y es más grande que los glóbulos polares porque
en ella se concentra la mayor parte del material de reserva o vitelo, comúnmente
conocido como yema.
Este material de reserva es importante para los organismos ovíparos ya que su
desarrollo embrionario depende de ello; para el humano no lo es tanto, ya que los
nutrientes necesarios para su desarrollo los obtiene directamente de la madre.
Fuente: Biología Humana. McGraw Hill-International
DIFERENCIAS ENTRE ESPERMATOGENESIS Y OVOGENESIS
Se acumula mayor cantidad de material nutritivo durante la ovogénesis que en
la espermatogénesis.
Las células resultantes de la ovogénesis presentan tamaños diferentes debido a
que el material nutritivo no se distribuye equitativamente.
En la ovogénesis se produce 1 gameto funcional y 3 corpúsculos polares,
mientras que en la espermatogénesis se producen cuatro gametos funcionales.
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Durante la formación de los espermatozoides, se requiere un proceso de
diferenciación para obtener gametos funcionales, lo cual no sucede durante la
ovogénesis.
La ovogénesis se inicia al tercer mes del desarrollo intrauterino; la
espermatogénesis hasta que el hombre llega a la pubertad.
Duración, de 60 a 65 días en el hombre y de 10 a 30 años en la mujer.
Producción de gametos, de 100 a 200 millones por cada eyaculación y 1 óvulo
por ciclo menstrual
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10.12 CARIOTIPO
El cariotipo, es Análisis Cromosómico, que se realiza para identificar anomalías
cromosómicas como causa de malformaciones (enfermedad). Por medio de esta
prueba se puede contar la cantidad de cromosomas, también detectar cambios
cromosómicos estructurales, que puedan indicar cambios genéticos asociados con
riesgo de enfermedad.
FORMA EN QUE SE REALIZA EL EXAMEN
1. El examen se puede realizar en una muestra de sangre, médula ósea, líquido
amniótico o de tejido placentario.
2. Los cromosomas contienen miles de genes que se almacenan en el ADN, el
material genético básico.
3. La muestra se deja crecer en un cultivo de tejido en el laboratorio y luego las
células se seleccionan, los cromosomas se tiñen y se observan bajo el
microscopio.
4. Las células se fotografían para obtener un cariotipo que muestra la disposición
de los cromosomas. Las anomalías se pueden detectar a través de la cantidad o
disposición de los cromosomas.
5. La dotación cromosómica normal de la especie humana es de 46, XX para las
mujeres y de 46, XY para los varones.
6. En el cariotipo humano los cromosomas se ordenan de mayor a menor. Hay
cromosomas grandes, medianos y pequeños. Al ordenar los cromosomas se
constituyen 7 grupos atendiendo no sólo al tamaño sino también a la forma de
las parejas cromosómicas, dentro del cariotipo humano podemos encontrar
cromosomas metacéntricos, submetacéntricos y acrocéntricos.
10.13 IDIOGRAMA
En el cariotipo humano hay siete grupos de cromosomas. Dentro de cada grupo se
ordenan y reconocer los cromosomas con la ayuda de un idiograma.
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Un idiograma es la representación esquemática del tamaño, forma y patrón de
bandas de todo el complemento cromosómico, los cromosomas se sitúan alineados
por el centrómero, y con el brazo largo siempre hacia abajo. Los grupos que
comprende el cariotipo humano son los siguientes:
CROMOSOMAS GRANDES
Grupo A, (cromosomas 1, 2 y 3), meta y submetacéntricos
Grupo B, (cromosomas 4 y 5), submetacéntricos
CROMOSOMAS MEDIANOS
Grupo C, (cromosomas 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 y además los cromosomas X),
submetacéntrico
Grupo D, (cromosomas 13, 14 y 15) acrocéntricos
CROMOSOMAS PEQUEÑOS
Grupo E, (cromosomas 16, 17 y 18) submetacéntricos Grupo F,
(cromosomas 19 y 20) metacéntricos
Grupo G, (cromosomas 21 y 22) acrocéntricos y el cromosoma Y
Por acuerdo los cromosomas sexuales X e Y se separan de sus grupos
correspondientes y se ponen juntos aparte al final del cariotipo.
CARÁCTER NORMAL
En las mujeres: 44 cromosomas autosómicos y 2 cromosomas sexuales o
gonosomas (XX), total 46 (X,X).
En los hombres: 44 cromosomas autosómicos y 2 cromosomas sexuales o
gonosomas (XY), total 46 (X,Y)
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10.14 ALELOS
A las formas diferentes que puede tener un gen se denominan alelos. El humano es
un organismo diploide, es decir, tiene 2 juegos de cromosomas o 2 copias de todos
sus genes (una heredada del padre y una heredada de la madre). Entonces porta
dos alelos para cada gen, cuando los 2 alelos son idénticos el individuo se
denomina homocigoto y cuando porta 2 alelos diferentes entre sí se denomina
heterocigoto.
El hecho que un individuo tenga 2 alelos diferentes no siempre implica que el
individuo presente ambas características. Por ejemplo, si tenemos un gen A que
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codifica la pigmentación por melanina en la piel, cabellos y ojos, que presenta 2
alelos:
• ALELO A: Pigmentación normal.
• ALELO a: Ausencia de pigmento.
Se tiene que si el individuo es:
• AA presenta una pigmentación normal.
• Aa presenta una pigmentación normal.
• aa presenta la ausencia de pigmentación (albino).
DOMINANCIA
• Al alelo que determina el fenotipo del heterocigoto (Aa) se denomina
dominante y se simboliza con una letra mayúscula (A).
• Al alelo que no determina el fenotipo del heterocigoto (Aa) se denomina
recesivo y se simboliza con una letra minúscula (a).
10.15 GENOTIPO Y FENOTIPO
GENOTIPO. A la descripción de los 2 alelos que lleva un individuo para un gen (AA,
Aa ó aa) se denomina genotipo.
FENOTIPO. A la característica observable que determinan los alelos de un gen se
denomina fenotipo (pigmentación normal o albino).
10.16 MUTACIONES
Una mutación es un cambio heredable en el material genético de una célula. En la
naturaleza las mutaciones se originan al azar y, aunque las causas siguen siendo
inciertas, se conocen bastantes agentes externos, mutágenos, que pueden
producir mutaciones como: las radiaciones ambientales y sustancias químicas. Una
mutación en una célula somática, puede provocar alteraciones en el organismo en
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el que se presente; pero desaparece en el momento en que muere el individuo en
que se originó.
Sin embargo, las mutaciones en las células sexuales, óvulos y espermatozoides,
pueden transmitirse como rasgos hereditarios diferenciadores a los descendientes
del organismo en los que tuvo lugar la mutación.
Se distinguen varios tipos de mutaciones en función de los cambios que sufre el
material genético.
1. MUTACIONES CROMOSÓMICAS. Este tipo de mutaciones provoca cambios
en la estructura de los cromosomas.
o DELECIÓN. Implica la pérdida de un trozo de cromosoma; los efectos
que se producen en el fenotipo están en función de los genes que se
pierden.
o DUPLICACIÓN. En este caso existe un trozo de cromosoma repetido.
2. MUTACIONES GENÓMICAS. Este tipo de mutaciones afectan a la dotación
cromosómica de un individuo, es decir, los individuos que las presentan tienen
en sus células un número distinto de cromosomas al que es propio de su
especie. No son mutaciones propiamente dichas, porque no hay cambio de
material genético, sino una aberración, la cual suele ser el resultado de una
separación anormal de los cromosomas durante la meiosis, con lo que
podemos encontrarnos individuos triploides (3n), tetraploides (4n), etc. En el
hombre, existen varios síndromes provocados por la no separación de una
pareja de cromosoma homólogos durante la meiosis, con lo cual permanecen
unidos y se desplazan juntos a un mismo gameto provocando lo que se
denomina trisomía, es decir, con un cromosoma triplicado.
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3. MUTACIONES GÉNICAS. Son las verdaderas mutaciones, porque se produce
un cambio en la estructura del DNA. A pesar de todos los sistemas destinados a
prevenir y corregir los posibles errores, de vez en cuando se produce alguno en
la réplica, bien por colocarse una Citosina (C) en lugar de una Timina (T), o
una Adenina (A) en lugar de una Guanina (G); o el mecanismo de replicación
se salta algunas bases y aparece una "mella" en la copia. O se unen dos bases
de Timina, formando un dímero.
10.17 ALTERACIÓN DEL GENOTIPO
Todas nuestras células guardan información específica sobre como deben
funcionar. Esta información esta guardada en una molécula llamada DNA, cuyos
fragmentos que tienen la información específica para una función se denominan
genes. Los genes influyen en nuestra forma, apariencia, habilidades físicas y
limitaciones, por tanto cuando existe una alteración o cambio en la información
celular se presenta una enfermedad.
Actualmente el desarrollo de nuevas tecnologías moleculares y los avances en el
proyecto del Genoma Humano han determinado que el campo de la medicina
molecular crezca rápidamente. Identificándose enfermedades genéticas que van
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desde el albinismo hasta ciertos tipos de cáncer, que pueden ser diagnosticados
por métodos moleculares. Un aspecto importante sobre las enfermedades
genéticas es que la mayoría son heredables existiendo patrones específicos de
herencia de acuerdo al tipo de enfermedad. Lo cual permite conocer la probabilidad
que tiene una pareja de heredar una enfermedad a la descendencia. Esto se realiza
a través del análisis de los individuos afectados en una familia así como por
métodos de diagnóstico prenatal.
El ser humano esta formado por millones de células cuyo funcionamiento y
coordinación determina que el cuerpo se integre como un todo. Las células están
agrupadas de acuerdo a la función que cumplen formando los tejidos, órganos,
aparatos y sistemas. Entonces cuando una célula o un grupo de células fallan en su
funcionamiento se origina una enfermedad.
La célula sabe lo que debe hacer específicamente en cada momento por que esta
programada desde su aparición. El programa de la célula esta guardado en forma
de moléculas específicas que constituyen la información celular, donde las letras
están representadas por los nucleótidos que pueden ser de 4 tipos diferentes:
Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) y Guanina (G). Estos nucleótidos se van
uniendo uno al lado del otro, al igual que nosotros unimos las letras para formar las
palabras. La serie de nucleótidos en un ordenamiento específico es un gen, que
vendría a ser como una frase en nuestro lenguaje. La unión de los nucleótidos
permite la formación del ácido desoxirribonucleico o DNA. La célula guarda una
gran cantidad de información, entonces el DNA es una molécula muy larga que
para caber en la célula debe ser plegada. Este plegamiento se da a través de unas
moléculas denominadas histonas que con el DNA forman los nucleosomas y la
organización de los nucleosomas da origen a la cromatina. Finalmente la cromatina
plegada (condensada) da origen a los cromosomas que están guardados en el
núcleo de la célula.
Un fragmento de DNA que guarda la información específica para una función se
denomina gen. Pero si bien el DNA guarda la información es incapaz de efectuar
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otras funciones dentro de la célula. Entonces la información de DNA es traducida a
moléculas efectoras que son las proteínas.
Las proteínas están formadas por 20 diferentes aminoácidos, de manera que para
que el DNA codifique todos estos aminoácidos la célula lee la información en
nucleótidos y la traduce a aminoácidos. Esta lectura se realiza en grupos de 3
nucleótidos de las diferentes combinaciones posibles de A, C, G y T cada
combinación codifica a un aminoácido específico o bien señales de inicio o
terminación de la lectura de la proteína (código genético). Sin embargo para evitar
daños la célula no puede exponer su DNA para que se copien todas las moléculas
de proteína que se necesita. Entonces se realiza una copia temporal del DNA del
gen que se necesita, esta copia es la molécula del mRNA, que se diferencia del
DNA por la presencia de un grupo OH extra en sus nucleótidos y la sustitución de la
Timina por el Uracilo (U).
El mRNA guarda la información de un solo gen y es el que es traducido a proteínas.
Una vez cumplida su función es degradado en la célula.
Las proteínas son las efectoras de las funciones, determinando cambios en la
estructura de la célula o bien modificando la velocidad de una reacción dentro de la
célula (enzimas). Entonces las proteínas determinan la función celular y por tanto
las funciones del organismo.
Cuando una célula o un grupo de células funcionan mal se produce una
enfermedad, este fallo puede estar dado por la acción de algún agente externo o
bien por un error en la información que guarda. En este último caso puede ser que:
• Todas las células porten el error: enfermedad congénita o heredable.
• Solo algunas células lo portan: enfermedad por mutación somática.
A la aparición de un error en la información de la célula o cambio en el DNA se
denomina mutación o alteración genética. Sin embargo no todos los humanos
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tienen exactamente las mismas secuencias de DNA en todos sus genes y la
aparición de un cambio no siempre implica el desarrollo de una enfermedad. Es
decir las formas diferentes de un gen pueden determinar que una persona sea
normal pero presente características diferentes como tener el pelo lacio u ondulado
o bien presentar una implantación del pelo en V o en forma recta.
10.18 CLONACIÓN
"Klon" es una palabra griega que significa retoño, rama o brote. En el lenguaje
científico es el conjunto de individuos que desciende de otro por vía vegetativa o
asexual. El clon no es algo nuevo. La clonación existe en la naturaleza
paralelamente a la reproducción por la vía sexual. En el origen de la evolución, la
reproducción se hacia asexualmente, de modo que los descendientes de los seres
microscópicos con los que se inicia la vida, eran idénticos a sus padres.
Biológicamente, pues, nuestros orígenes fueron clones. Los biólogos afirman que la
reproducción sexual comienza posteriormente, o sea hace unos 1.000 millones de
años.
En febrero de 1997, un grupo de genetistas guiado por Ian Wilmut, del instituto
Roslin en Escocia anunciaron que habían clonado una oveja llamada Dolly, que era
exactamente igual a su madre. Esta oveja que nació el cinco de Julio de 1996, se
convirtió en el primer mamífero clonado y desde entonces esa palabra fue
asimilada en nuestras mentes, pero ya hace mas de veinte años los científicos
estudiaban sobre la clonación. Los primeros que tuvieron éxito fueron los biólogos
americanos Robert Briggs y Thomas King que clonaron por primera vez una rana
en 1952.
El llamado "Proyecto Genoma Humano" HUGO, se puso en marcha el 1 de Octubre
de 1990 y fue logrado el año de 2000. Es considerado el proyecto científico más
importante de todos los tiempos y se reconoce internacionalmente a ese día como
el de su nacimiento.
El proyecto Genoma Humano determina en qué cromosoma, y dentro de éstos en
qué lugar se encuentra ubicado cada gen (unidad principal en la transformación de
las características hereditarias). En un sentido más directo, el contenido de la
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información es la secuencia de 3.000 millones de pares de bases en un genoma
haploide humano. Sin embargo, se sabe que una diminuta fracción de DNA
humano codifica proteínas o RNA; el resto, más del 95%, es no funcional o tiene
función que aún no se especifica.
PROCESO DE LA CLONACIÓN
La clonación es la acción de reproducir a un ser de manera perfecta en el aspecto
fisiológico y bioquímico de una célula originaria. Esta definición de diccionario
quiere decir que a partir de una célula de un individuo se crea otro exactamente
igual al anterior, ya que los caracteres que puede mostrar un ser humano se deben
a los genes que ha heredado de los progenitores. Mediante la clonación se obtiene
que el individuo tenga los mismos genes que el padre o la madre, la reproducción
sexual se sustituye por la reproducción artificial, pero los genes los aporta una única
persona, el individuo tendrá los mismos genes.
CARACTERÍSTICAS DE LA CLONACIÓN
Se obtiene un individuo totalmente "idéntico genéticamente al organismo
progenitor".
Los seres clonados mamíferos pueden crearse a partir de casi cualquier tipo de
célula ya sea macho o hembra.
Se da la metilación, que de este depende el desarrollo embrionario de un
organismo, permite que éste se desarrolle normalmente y se activen las
funciones que determinarán no sólo su forma sino también la formación de
órganos y tejidos, además de otras características de la herencia genética.
Se obtiene que el individuo tenga los mismos genes que el padre o la madre, la
reproducción sexual se sustituye por la reproducción artificial.
Los genes los aporta una única persona, el individuo tendrá los mismos genes,
pero está demostrado científicamente, que es posible que sus rasgos puedan
oscilar.
El proceso es el mismo con cualquier animal.
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Se siguen diversos tipos de procedimientos, ejemplo, uno puede ser para
conseguir terneros clónicos, totalmente semejantes entre sí, pero no a la madre,
consiste en fecundar en probeta un óvulo de vaca con un espermatozoide de un
toro.
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Tema 10
GLOSARIO
1) Gen. (más información), Unidad biológica de material genético y herencia. Es
una secuencia determinada de ácidos nucleicos dentro de una molécula de
ADN, que ocupa un locus preciso en un cromosoma.
2) Genetica., Ciencia que trata de la reproducción, herencia, variación y de los
problemas y fenómenos relacionados con la descendencia
3) Genética clínica: parte de la genética que estudia las alteraciones hereditarias
e investiga los posibles factores hereditatios que pueden influir en la aparición de
cualquier enfermedad.
4) Genética Mendeliana: genética que sigue y explica las leyes de Mendel
5) Genética molecular: rama de la genética que se centra en la estructura química
y en las funciones, replicación y mutaciones de las moléculas implicadas en la
transmisión de la información genética.
6) Genotipo, Composición genética de un individuo.
7) -Meiosis, División celular que tiene lugar durante la formación de los gametos
en especies de reproducción sexual, mediante la cual una célula germinal
diploide da lugar a cuatro gametos haploides.
8) Mitosis, , División celular característica de las células somáticas que produce
dos células hijas, genéticamente idénticas a la célula progenitora
PREGUNTAS
- Que es un gen?
- Defina alelo.
- Defina cromatina
- Que son las bases nitrogenadas?
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11. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Superior. Prueba Libre Para la Obtención Del Titulo de Bachiller. España.
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Buenos Aires - Argentina, 2003. Pp. 81 - 101
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medicina, farmacia y biología
4. Starr-Taggart, Cecie Starr. Biología: la unidad y diversidad de la vida. Editorial
Cengage Learning Editores.2004.
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National Academy of Science USA. volumen 87. 1990
7. Moya, Andrés: "La génesis de la complejidad biológica". En Molina, Eustoquio
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