HUELLA 2. NATURALEZA, PRODUCCIÓN Y MEDICINA TRADICIONAL
RECOPILACIÓN
Naturaleza es agua, aire, plantas, el sol, animales, especies y todos los espíritus de cada uno de los elementos que la conforman. la naturaleza nos da el sustento diario y contiene el aire que es el pulmón para sobrevivir. Antes de que existiera la cultura de la siembra, la montaña daba de comer.
PRODUCCIÓN, PESCA, CAZA Y RECOLECCIÓN
la producción son las actividades que el hombre realiza sobre la naturaleza, buscando el sustento para vivir.
para realizar las actividades de producción es más importante tener conocimiento sobre las fases de la luna que sobre un mes determinado. En general en cualquier mes se puede realizar una siembra, pues en casi todo el territorio llueve casi todo el año, pues en cambio es importante saber con precisión las fases de la luna que se adecuan a cada actividad de siembra, caza, pesca y recolección.
Si se siembra en cualquier luna se corre el riesgo de perder la semilla, ya que le cae polilla y queda inservible.
El chiro, el popocho y el banano se siembran en menguante,... para cazar en menguante cuando hay pepa también en menguante se caza y se siembra yuca, el coco se siembra el segundo día de Menguante, igual que el chontaduro y se debe hacer sentado con un canasto... la caña se siembra en luna, el maíz, se siembra en menguante, el chontaduro se siembra en las tres noches de menguante y se cosecha al año.
La pesca con anzuelo de hace en noche clara de menguante, cuando se pesca de 7 a 10 de la mañana se debe hacer de subida, e tiempo de semana santa se debe hacer el primero de menguante.
...antes se utilizaba el barbasco y el barbasquillo para casar pescado era natural, para animales grandes se utilizaba la bodoguera, la trampa para ratón, el tipian para conejos y armadillos, el lazo para coger pajaros, catanga para coger camarones . para cazar la guaña se hace en noche clara o luna llena para conejos en menguante...
| Fase Lunar | Fecha |
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Luna Nueva | 05/01/2019 |
Cuarto Creciente | 12/01/2019 |
Luna Llena | 20/01/2019 |
Cuarto Menguante | 27/01/2019 |
| Luna Nueva | 04/02/2019 |
| Cuarto Creciente | 11/02/2019 |
| Luna Llena | 19/02/2019 |
| Cuarto Menguante | 26/02/2019 |
| Luna Nueva | 06/03/2019 |
| Cuarto Creciente | 13/03/2019 |
| Luna Llena | 21/03/2019 |
| Cuarto Menguante | 28/03/2019 |
| Luna Nueva | 04/04/2019 |
| Cuarto Creciente | 11/04/2019 |
| Luna Llena | 19/04/2019 |
| Cuarto Menguante | 26/04/2019 |
| Luna Nueva | 04/05/2019 |
| Cuarto Creciente | 11/05/2019 |
| Luna Llena | 19/05/2019 |
| Cuarto Menguante | 26/05/2019 |
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| Cuarto Creciente | 09/06/2019 |
| Luna Llena | 17/06/2019 |
| Cuarto Menguante | 24/06/2019 |
| Luna Nueva | 02/07/2019 |
| Cuarto Creciente | 09/07/2019 |
| Luna Llena | 17/07/2019 |
| Cuarto Menguante | 24/07/2019 |
| Cuarto Creciente | 07/08/2019 |
| Luna Llena | 15/08/2019 |
| Cuarto Menguante | 22/08/2019 |
| Luna Nueva | 30/08/2019 |
| Cuarto Creciente | 05/09/2019 |
| Luna Llena | 13/09/2019 |
| Cuarto Menguante | 20/09/2019 |
| Luna Nueva | 28/09/2019 |
| Cuarto Creciente | 05/10/2019 |
| Luna Llena | 13/10/2019 |
| Cuarto Menguante | 20/10/2019 |
| Luna Nueva | 28/10/2019 |
| Cuarto Creciente | 03/11/2019 |
| Luna Llena | 11/11/2019 |
| Cuarto Menguante | 18/11/2019 |
| Luna Nueva | 26/11/2019 |
| Cuarto Creciente | 03/12/2019 |
| Luna Llena | 11/12/2019 |
| Cuarto Menguante | 18/12/2019 |
| Luna Nueva | 26/12/2019 |
Las células son las unidades estructurales y funcionales 2-1 A la izquierda sección de una célula vegetal vista al microscopio electrónico. En el dibujo superior se identifican algunos de los componentes celulares. En particular, esta célula pertenece a la vaina vascular del maíz (Zea mays). El núcleo (lugar de la información genética de la célula) puede verse en la parte inferior derecha. Dentro del núcleo se ve un único nucleolo. Algunos cloroplastos (orgánulos implicados en la fotosíntesis) y mitocondrias (orgánulos implicados en la conversión de la materia orgánica en energía utilizable) también pueden verse en esta célula. Algunos cloroplastos contienen granos de almidón de apariencia brillante. de .la vida
Los organismos vivos más pequeños están formados por una única célula. Los mayores están compuestos por miles de millones de células, cada una de las cuales realiza una vida parcialmente independiente. La comprensión de que todos los organismos están constituidos por células ha sido uno de los mayores avances conceptuales en la historia de la biología porque representa una unificación de criterios para el estudio de los seres vivos. Estudiados a nivel celular, incluso los organismos más diferentes son claramente similares en su organización física y propiedades bioquímicas.
La teoría celular fue formulada a principios del siglo diecinueve, antes de la presentación de la teoría de la evolución de Darwin, pero estos dos grandes conceptos de hecho están estrechamente vinculados. Las similitudes entre las células nos permiten hacer una rápida ojeada a la larga historia evolutiva que vincula a los organismos actuales, incluyendo a los vegetales y a nosotros mismos, con las primeras unidades celulares que tomaron forma en la Tierra hace miles de millones de años. Hay muchas clases distintas.
EUCARIOTAS Fundamentalmente se pueden reconocer dos grupos distintos de organismos; los procariotas y los eucariotas . Estos términos derivan de la palabra griega karyon , que significa "corazón" (núcleo). El nombre procariota significa "antes de un núcleo", y eucdriota, "con núcleo verdadero" . Las procariotas también son conocidos como bacterias; incluidas las cianobacterias o "algas azules " Las células procariotas difieren principalmente de las eucariotas en que su DNA no está organizado en cromosomas -corpúsculos complejos en forma de fibra que contienen proteínas- ni se encuentra rodeado por una envoltura membranosa Además, las bacterias no poseen estructuras membranosas especializadas que realicen funciones específicas .
Las células eucariotas están divididas en diferentes compartimentos que ejecutan distintas funciones. El DNA, combinado con proteínas, está localizado en los cromosomas y éstos se encuentran dentro de los límites del núcleo gracias a una doble membrana denominada envoltura nuclear. Las células eucariotas , en general, son mayores que las procariotas. La compartimentación de las células eucariotas se efectúa mediante varios tipos de membrana, las cuales , cuando se observan con la ayuda de un microscopio electrónico, aparecen claramente similares en varios organismos. Cuando estas membranas están convenientemente preparadas y teñidas poseen una apariencia triestratificada. Consisten en dos capas oscuras (cada una de 25 A de grosor) separadas por una capa hialina de aproximadamente 35 A de grosor. Para definir esta visión de la membrana triestratificada habitualmente se usa el término unidad de membrana .
Escherichia coli, una bacteria común que normalmente es un habitante inofensivo del aparato digestivo humano, es un ejemplo de célula procariota. Cada uno de estos organismos en forma de bastón posee una pared celular , una membrana citoplasmática ti ca y un citoplasma . Las dos células del centro están finalizando su división y todavía no se han separado completamente. El DNA se encuentra en la zona menos granulosa (el nucleoide) en el centro de cada una de ellas. La apariencia granulosa densa del citoplasma se debe a la presencia de numerosos ribosomas (orgánulos implicados en la síntesis proteic a ) . Estos pequeños cuerpos sólo tienen 20 nanómetros de diámetro .
LA CÉLULA VEGETAL
La célula vegetal está formada típicamente de una pared celular más o menos rígida y un protoplasto. El término protoplasto deriva de la palabra protoplasma , que se ha usado habitualmente para designar el contenido vivo de las células . Un protoplasto es el protoplasma de una célula individual en el caso de la célula vegetal, el conjunto del protoplasma dentro de la pared celular. El protoplasto está formado por el citoplasma y el núcleo. El citoplasma incluye distintas entidades u orgánulos (como los ribosomas, microtúbulos, plastas y mitocondrias), y sistemas de membranas (el retículo endoplasmático y los dictiosomas)
Además , el citoplasma incluye la matriz citoplasmática o sustancia base , en la cual dichos orgánulos y sistemas de membrana se hallan suspendidos. El citoplasma está delimitado de la pared celular por la membrana citoplasmática que es una unidad de membrana . En contraposición a la mayoría de las células animales, las células vegetales desarrollan dentro de su citoplasma una o más cavidades llenas de líquido, o'vacuolas. La vacuola está delimitada por una unidad de membrana denominada tonoplasto . En una célula vegetal viva, como la de la planta acuática Elodea (Figura 2-4) , la matriz citoplasmática a menudo está en movimiento ; los orgánulos, así como varias sustancias suspendidas en el plasma , pueden ser observados describiendo amplios círculos de un modo ordenado dentro de corrientes determinadas . Este movimiento se conoce como flujo citoplasmático o ciclosis y continúa a lo largo de toda la vida de la célula. Indudablemente la ciclosis facilita el intercambio de materiales dentro de la célula y entre ésta y su entorno; sin embargo , no se sabe si ésta es su función principal.
RIBOSOMAS
Los ribosomas son pequeñas partículas de sólo 17 a 23 manómetros de diámetro, formadas de proteínas y RNA en iguales proporciones . Son los lugares donde los aminoácidos se unen para formar las proteínas y son abundantes en el citoplasma de las células metabólicamente activas. Los ribosomas se encuentran libres en el citoplasma o unidos al retículo endoplasmático; comúnmente se encuentran ambos tipos en la misma célula. Los ribosomas también se encuentran en el núcleo. Como se ha mencionado anteriormente, Los ribosomas implicados en la síntesis de proteínas se encuentran formando racimos o agregados llamados polirribosomas, o polisomas. Las células que se encuentran sintetizando proteínas en grandes cantidades, contienen a menudo grandes sistemas de polisomas asociados al retículo endoplasmático. Los polisomas se encuentran a menudo adheridos a la superficie externa de la envoltura nuclear.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
El retículo endoplasmático es un complejo sistema tridimensional de membranas de una extensión indefinida. En una vista en sección del retículo endoplasmático se observan dos unidades de membrana separadas por un espacio estrecho y transparente. La forma y abundancia del retículo endoplasmático varía enormemente según el tipo de células y su actividad metabólica y su estado de desarrollo. Por ejemplo, en las células que segregan o almacenan proteínas, el retículo endoplasmático tiene forma de saco aplanado, o cisterna, con numerosos ribosomas adheridos a su superficie exterior. El retículo endoplasmático con ribosomas se denomina retículo endoplasmático rugoso y en él los ribosomas están ensamblados en polisomas. El retículo endoplasmático rugoso es el lugar con mayor síntesis de proteínas. Contrariamente, las células secretoras de lípidos poseen un extenso sistema de túbulos que carece de ribosomas. El retículo endoplasmático sin ribosomas se denomina retículo endoplasmático liso. El retículo endoplasmático liso típicamente es de forma tubular . Ambos tipos de retículo endoplasmático pueden hallarse en la misma célula; usualmente existen numerosas conexiones entre ellos. El retículo endoplasmático parece que funciona como un sistema de comunicaciones en el interior de la célula. En algunas micrografías electrónicas se puede observar su continuidad con la membrana externa de la envoltura nuclear.
APARATO DE GOLGI
La expresión aparato de Golgi se utiliza para referirse de manera global a todos los dictiosomas o cuerpos de Golgi de una célula. Los dictiosomas son grupos de sacos aplanados, en forma de disco o cisterna , que a menudo están ramificados en sus márgenes en una compleja serie de túbulos (Figura 2-21). Los de las células de las plantas superiores normalmente tienen de cuatro a ocho cisternas apiladas juntas. Generalmente a los dos polos o superficies del paquete de cisternas se les denomina cara de madiración y cara de construcción. Las membranas de las cisternas de la cara de construcción son estructuralmente similares a las del retículo endoplasmático, mientras que aquellas del polo opuesto, o cara de masuración, _ s~m más parecidas a las de la membrana citoplasmática (Figura 2-22). . , Los dictiosomas · están implicados en la secreción, y en la· mayoría de las plantas superiores están ~ela~i<;>na dos con la síntesis de la pared celular. Los pohsacandos formadores de la pared celular que sintetizan los dictiosomas se acumulan en vesículas que se separan de las cisternas en la cara de maduración.
MICROTÚBULOS Los microtúbulos, que se encuentran prácticamente en todas las células eucariotas, son estructuras largas, finas y cilíndricas de aproximadamente 24 nanómetros de diámetro y de longitud variable. Cada microtúbulo
está constituido por subunidades de una proteína denominada tubulina. Las subunidades están dispuestas en hélice en forma de 13 filamentos verticales alrededor del hueco central. Los microtúbulos son estructuras dinámicas que experimentan secuencias regulares de fragmentación y reformación en puntos específicos del ciclo celular (ver Figura 2-45, página 43). Su ensamblaje tiene lugar en puntos espeCíficos denominados centros de organización de microtúbulos, los cuales, en las células vegetales, tienen una estructura amorfa pobremente definida. Los microtúbulos tienen muchas funciones. Se cree que en la diferenciación y crecimiento celular los microtúbulos situados justo al lado de la membrana citoplasmática están implicados en el crecimiento ordenado de la pared celular, especialmente a través de su control en el alineamiento de las microfibrillas de celulosa depositadas por el . citoplasma para . la construcción de la misma . La dirección de expansión de la célula, a su vez, es gobernada por el alineamiento de las microfibrillas de celulosa en la pared celular. Los microtub . ulos sirven también para dirigir las vesículas de los dictiosomas hacia la pared en desarrollo y ~dirigir las fibras del huso que se forma en las células en división y, aparentemente, juegan un papel fundamental en la formación de la placa celular (la partición inicial que separa las células en división). Además, los · microtúbulos son componentes esenciales de flagelos y cilios y aparentemente están relacionados con el movimiento de estas estructuras.
DIVISIÓN CÉLULAR
En los organismos unicelulares, la célula crece mediante la absorción de sustancias de su entorno que utiliza para sintetizar nuevas moléculas estructurales y funcionales . Cuando la célula alcanza un cierto tamaño, se divide. Las dos células hijas, cada una con alrededor de la mitad del tamaño de la célula madre original, comienzan a crecer de nuevo. En un organismo unicelular, la división celular puede producirse cada día o incluso cada pocas horas, produciendo una sucesión de organismos idénticos . Los organismos pluricelulares crecen mediante la división celular y el agrandamiento · de sus células. En cada uno de estos casos las células nuevas así producidas son estructural y funcionalmente similares entre sí y con la célula original. La división celular en los eucariotas consiste en dos estados que se solapan: la mitosis y la citocinesis. La mitosis es el proceso por el cual el núcleo da lugar a dos núcleos hijos, cada uno de ellos morfológica y genéticamente equivalentes entre sí. La citocinesis incluye la división de la porción citoplasmática de la célula y la separación de los núcleos hijos en células distintas.
Retículo endoplasmático rugoso La estructura del R.E.R.
es siempre de cisterna y vesículas, sus membranas son más delgada que las plasmáticas y siguen el modelo de mosaico fluido, tienen un 70% de proteínas y un 30% de lípidos. Las cisternas de R.E.R. están interconectadas entre si. La porción del R.E.R que hace de separación entre el contenido del núcleo y el citoplasma se convierte en la envoltura nuclear. Los ribosomas que están formados por dos subunidades de diferente tamaño se unen a la membrana del R.E.R. por su subunidad mayor. La unión ocurre en puntos determinados de la membrana del R.E.R donde hay proteínas específicas denominadas receptores del ribosoma . Las cavidades de las cisternas tienen contenido acuoso, teniendo moléculas en solución, tales como glicoproteínas y lipoproteínas y además hay iones como el calcio y el magnesio. Las funciones del R.E.R. son muy importantes para la célula porque los ribosomas unidos a sus membranas llevan a cabo la síntesis de proteínas. La mayoría de estas proteínas pasan al interior del R.E.R., allí son almacenadas y se glicosilan, por lo que todas las proteínas que van a ser glicosiladas se sintetizan al nivel del R.E.R. y luego completan este proceso en el complejo de Golgi. Las proteínas pasan del R.E.R. al Golgi por medio de las vesículas de transporte que se originan por gemación en las membranas del R.E.R., las proteínas pueden ser transportadas como proteínas de membrana que se incorporan a las membranas del aparato de Golgi o como contenido de las vesículas que se forman y que serán vertidas en el interior del Golgi. Las proteínas de membrana formarán siempre parte de las membranas celulares. Las proteínas que se forman en el R.E.R. pueden tener distintos destinos después de pasar por el Golgi, desde ir a formar parte de las membranas citoplasmáticas, a ser exportadas por vesículas hacia el exterior celular a través de la secreción u originar enzimas lisosomales.
Retículo endoplasmático liso
La estructura del R.E.L. es también un sistema de membranas que forman túbulos, pero no tienen ribosomas, las membranas son similares a las del R.E.R., aunque con algunas diferencias en cuanto a la composición, sobretodo de los fosfolípidos. Las funciones del R.E.L. son variadas entre ellas la síntesis de lípidos como fosfolípidos y el colesterol de las membranas y no interviene en la síntesis de ácidos grasos ya que esta ocurre en el citoplasma.
partir de los lípidos sintetizados en el R.E.L., se producen compuestos derivados de estos como son las hormonas esteroideas, lipoproteínas, ácidos biliares y quilomicrones. Los lípidos sintetizados en el R.E.L. van a ser transportados al complejo de Golgi por vesículas de transporte. Otra de las funciones del R.E.L. es el proceso de destoxificación en las que la célula es liberada de sustancias tóxicas liposolubles tales como drogas, medicamentos, herbicidas, pesticidas, conservantes y productos tóxicos procedentes del metabolismo celular. Estas sustancias se inactivan en la membrana del retículo por oxidaciones que se llevan a cabo en el sistema del citocromo P 450. Los enzimas desintoxicantes que actúan en el sistema del citocromo inactivan una gran cantidad de drogas potencialmente nocivas para las células y por tanto para los seres vivos, convirtiéndolas en componentes hidrosolubles que pueden ser eliminados por la orina. 7.
RIBOSOMAS
Los ribosomas son estructuras celulares complejas y muy especializadas, que carecen de membrana. Están constituidos por ARN ribosómico y proteínas. Se encuentran presentes tanto en células procariotas como eucariotas. Los ribosomas están formados por dos subunidades de diferente tamaño y que tienen diferente coeficiente de sedimentación. En células eucariotas, la subunidad grande de 60 S y la subunidad pequeña de 40 S. En las procariotas son de menor tamaño.
Los ribosomas en las células eucariotas pueden estar libres en el citoplasma, unidos al R.E.R., o también en el interior de mitocondrias y cloroplastos. Los ribosomas que están en el citoplasma están unidos por ARNm, en grupos de 5 a 20, se denominan polirribosomas y se disponen en espiral. La función de los ribosomas es llevar a cabo la síntesis de proteínas. El ARNm se asocia a la subunidad menor del ribosoma y en la subunidad mayor se lleva a cabo la formación de los enlaces peptídicos que van a formar la proteína.
En la síntesis de proteínas intervienen los tres tipos de ARN. El ARNm es el que transcribe una secuencia del ADN nuclear, llevando esta información al citoplasma, para que se traduzca en una proteína. El ARNt, transporta los aminoácidos desde el citoplasma hasta los ribosomas colocándolos en el orden establecido por la información que tiene el ARNm para sintetizar una proteína determinada. El ARNr, forma parte de la constitución de los ribosomas y es el lugar donde tiene lugar las uniones entre los diferentes aminoácidos para la síntesis de proteínas. La síntesis de proteínas, viene definida por una secuencia en la que a partir del ADN y por un proceso de transcripción se forman moléculas de ARNm complementarias del ADN, con una secuencia de bases donde cada tres bases nitrogenadas del ARN forma un codón. El siguiente paso de este proceso es la traducción, o síntesis de proteínas, en la que los aminoácidos se disponen en el orden de la secuencia de los codones del ARNm, Estos aminoácidos son transportados por el ARNt, en el que cada tres bases forma un anticodón complementario de la secuencia de las tres bases de cada codón del ARNm. Cada aminoácido tiene un anticodón específico.
A medida que se incorporan los aminoácidos en la subunidad mayor del ribosoma, se van uniendo por enlaces peptídicos para formar la cadena proteica. 8. PEROXISOMAS Los peroxisomas son orgánulos pequeños provistos de membrana y que llevan a cabo reacciones oxidativas produciendo agua oxigenada o peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ). Los peroxisomas tienen en su interior al menos 50 enzimas oxidativos que se sintetizan en los ribosomas que están libres en el citoplasma y que actúan en diferentes rutas metabólicas. El peroxisoma se asemejan por su tamaño con los lisosomas pero su origen y función son diferentes.
La oxidación de biomoléculas para ser metabolizada, origina H 2 O 2 o peroxido de hidrógeno que es tóxico para las células, sobre este actúa una enzima del peroxisoma que es la catalasa que descompone al peroxido, convirtiéndolo en agua, a la vez que oxida otros compuestos. H 2 O 2 + X-H —— catalasa →→ 2H 2 O + X Otra actuación de la enzima catalasa sobre el peróxido de hidrógeno produce agua y oxígeno. 2H 2 O 2 —— catalasa →→ 2H 2 O + O 2 Funciones del peroxisoma son el catabolismo de las purinas de los ácidos nucleicos, que produce el ácido úrico que a su vez es degradado. La oxidación de ácidos grasos por los peroxisomas, a diferencia de las mitocondrias, no genera energía metabólica, sino que produce una serie de moléculas que son utilizadas para la síntesis de diferentes lípidos, liberando peróxido de hidrógeno. Otra reacción oxidativa realizada por los peroxisomas es la degradación de aminoácidos. Son orgánulos que intervienen en la síntesis de lípidos y los que están en las células del hígado intervienen en la síntesis de ácidos biliares. Los peroxisomas de las células del hígado y del riñón juegan un papel importante en la detoxificación de moléculas tóxicas, como por ejemplo el etanol que pasa a acetil aldehído. También actúa sobre drogas, medicamentos y cualquier sustancia nociva, intentando desdoblarla para liberar a la célula de sus efectos tóxicos. Son orgánulos con capacidad de dividirse, al igual que las mitocondrias y los cloroplastos.
MITOCONDRIAS
Las mitocondrias son orgánulos celulares que generan energía metabólica, presentes en todas las células eucariotas, su tamaño, forma y número son variables, siendo el tejido muscular el que tiene un mayor número de mitocondrias por sus mayores necesidades energéticas para poder realizar el trabajo muscular. Se halla ADN de doble hebra y circular con información para producir algunas de las proteínas de la mitocondria. Son orgánulos semiautónomos, puesto que son capaces de duplicar su ADN y producir parte de sus propias proteínas y a partir de mitocondrias preexistentes se forman nuevas mitocondrias por bipartición. Su función esencial es obtener energía de compuestos orgánicos como los derivados de la degradación de la glucosa y de los ácidos grasos, de manera que esta energía pueda ser utilizable por las células para realizar sus funciones vitales. Las mitocondrias presentan doble membrana, la membrana mitocondrial externa y la membrana mitocondrial interna, cada una con unos 7 nm de espesor. Entre ambas membranas hay un espacio de unos 10 nm que es el espacio intermembranal. El otro espacio delimitado por la membrana interna es la matriz. Siendo la matriz y la membrana interna los principales compartimentos funcionales de las mitocondrias, La membrana interna presenta una serie de invaginaciones hacia el interior de la matriz que constituyen las crestas mitocondriales, estas crestas no llegan al otro lado de la matriz mitocondrial, por lo que la compartimentación interna no queda totalmente tabicada. En la composición de las membranas mitocondriales encontramos un 70% de proteínas y un 30% de lípidos, pero las membranas interna y externa tienen componentes diferentes relacionados con las funciones que realizan.
M ITOCONDRIAS Las mitocondrias son orgánulos celulares que generan energía metabólica, presentes en todas las células eucariotas, su tamaño, forma y número son variables, siendo el tejido muscular el que tiene un mayor número de mitocondrias por sus mayores necesidades energéticas para poder realizar el trabajo muscular. Se halla ADN de doble hebra y circular con información para producir algunas de las proteínas de la mitocondria. Son orgánulos semiautónomos, puesto que son capaces de duplicar su ADN y producir parte de sus propias proteínas y a partir de mitocondrias preexistentes se forman nuevas mitocondrias por bipartición. Su función esencial es obtener energía de compuestos orgánicos como los derivados de la degradación de la glucosa y de los ácidos grasos, de manera que esta energía pueda ser utilizable por las células para realizar sus funciones vitales. Las mitocondrias presentan doble membrana, la membrana mitocondrial externa y la membrana mitocondrial interna, cada una con unos 7 nm de espesor. Entre ambas membranas hay un espacio de unos 10 nm que es el espacio intermembranal. El otro espacio delimitado por la membrana interna es la matriz. Siendo la matriz y la membrana interna los principales compartimentos funcionales de las mitocondrias, La membrana interna presenta una serie de invaginaciones hacia el interior de la matriz que constituyen las crestas mitocondriales, estas crestas no llegan al otro lado de la matriz mitocondrial, por lo que la compartimentación interna no queda totalmente tabicada. En la composición de las membranas mitocondriales encontramos un 70% de proteínas y un 30% de lípidos, pero las membranas interna y externa tienen componentes diferentes relacionados con las funciones que realizan.
La membrana externa tiene un 60% de proteínas y un 40% de lípidos, es una membrana muy similar a la de las bacterias. Es más ligera que la interna, posee pocas enzimas, es permeable al agua, a los iones y a la sacarosa, esta permeabilidad se debe a la presencia de una proteína de canal que es la porina. La membrana interna de la mitocondria tiene un 70% de proteínas y un 30% de lípidos. Es impermeable a los iones y a la sacarosa, es más densa que la membrana externa y muchas de sus proteínas son de naturaleza enzimática implicadas en la fosforilación oxidativa . En la membrana interna de la mitocondria y a nivel de las crestas, se encuentran unas estructuras proteicas denominadas unidades proyectantes, también conocidas como ATP sintetasa , es la enzima responsable de la síntesis de ATP, o sea de la generación de energía química.Está formada por dos subunidades, F 0 y F 1 . F 0 con forma de cilindro atraviesa la membrana interna mitocondrial y se une mediante un pedúnculo o tallo a la subunidad F 1, que tiene forma esférica y se proyecta hacia la matriz mitocondrial. F 0 forma un canal por donde entran protones desde el espacio intermembranal y que van a impulsar la actuación de F 1 para la síntesis de ATP .
Matriz mitocondrial Membrana interna En la matriz mitocondrial hay una gran cantidad de inclusiones lipídicas, iones, moléculas y macromoléculas, muchos enzimas, además hay varias copias del ADN mitocondrial que es de doble hebra y circular y contiene información para sintetizar proteínas mitocondriales, este ADN es el responsable de la herencia mitocondrial que se transmite siempre por vía materna. En la matriz mitocondrial hay ribosomas tanto libres como adosados a la membrana interna y estos ribosomas son similares a los ribosomas bacterianos.
Funciones de la mitocondria Una de las funciones de las mitocondrias es la oxidación de materia orgánica o metabolitos que se degradan (la oxidación del pirúvico proveniente del metabolismo de la glucosa, la beta-oxidación de ácidos grasos y el ciclo de Krebs). Como resultado se produce energía en forma de ATP , dióxido de carbono y agua, mediante la fosforilación oxidativa, que es dependiente de la cadena transportadora de electrones).
CLOROPLASTOS Los cloroplastos son orgánulos citoplasmáticos que están presentes en todas las células eucariotas de origen vegetal y que llevan a cabo la fotosíntesis.
Son de color verde debido a la presencia del pigmento clorofila y pueden existir hasta 40 por célula. El cloroplasto se encuentra rodeado por una doble membrana que es la envoltura del cloroplasto, al igual que en las mitocondrias hay una membrana externa y otra interna, quedando entre ellas una cavidad que es el espacio intermembranal. El espacio interior del cloroplasto delimitado por la membrana interna es el estroma. En el espacio interno o estroma hay unas estructuras membranosas en forma de discos aplanados que son los tilacoides, estos están formados por unas membranas especiales que son las membranas tilacoidales. Los tilacoides están comunicados entre sí y constituyen un tercer compartimento que es el espacio tilacoidal. Los discos tilacoidales se agrupan en número variable y originan unas estructuras llamadas granas. En las membranas de la envoltura del cloroplasto, el 60% son lípidos y el 40% son proteínas. En las membranas de los tilacoides el 38% son lípidos, el 50% proteínas y un 12% son pigmentos, entre los que están las clorofilas y los carotenoides . Entre las proteínas se encuentran las que constituyen la cadena de transporte de electrones y la ATPsintetasa semejante a la de la membrana mitocondrial interna y que son necesarias para la síntesis de ATP.
BIOLOGÍA GENERAL LA CÉLULA EUCARIOTA. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN
Cloroplasto Membrana exterior Membrana interior Estroma Lamella Estroma Tilacoide Espacio Intermembranal Grana (Pila de Tilacoides) En el estroma hay enzimas que son necesarios tanto para llevar a cabo funciones de fotosíntesis como para duplicar el ADN. Al igual que en las mitocondrias, se halla ADN de doble hebra y circular con información para producir las proteínas del cloroplasto. Este ADN tiene capacidad para duplicarse por lo que se dice que es un orgánulo semiautónomo ya que además puede dividirse y originar nuevos cloroplastos. La mayoría de los ribosomas de una célula vegetal se encuentran dentro de los cloroplastos. Estos ribosomas son similares a los bacterianos. La función fundamental de los cloroplastos es llevar a cabo la fotosíntesis , para lo que toman nutrientes del medio y junto a la energía luminosa y el dióxido de carbono son transformados en azúcares que se incorporan a las células. En este proceso se produce oxígeno molecular y glúcidos que son utilizados por los seres vivos como fuente de energía. Las reacciones que tienen lugar en el proceso de fotosíntesis se pueden agrupar en las que dependen de la luz y las que no dependen de ella. 84 BIOLOGÍA GENERALLA CÉLULA EUCARIOTA. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN En la fase luminosa , las reacciones que ocurren dependen de la luz. Esta etapa se inicia porque elementos de la luz solar activan electrones de la clorofila. Estos electrones se desplazan a través de una cadena formada por complejos enzimáticos produciéndose energía en forma de ATP y NADPH, ambos productos imprescindibles para el metabolismo celular. Este proceso va acoplado a la formación de O 2 que sale fuera de las plantas enriqueciendo la atmósfera de oxígeno. En la fase oscura ocurren reacciones que no dependen de la luz. Se inician en el estroma del cloroplasto y terminan en el citoplasma. En estas reacciones se utiliza la energía producida en la fase luminosa y el NADPH, para transformar el dióxido de carbono en azúcares, que van a constituir la primera fuente de alimentos de los seres vivos. La fase lumínica tiene lugar en las membranas tilacoidales y las reacciones de la fase oscura en el estroma del cloroplasto. 11. Núcleo El núcleo es el compartimento celular que separa el citoplasma del material genético o ADN, quedando este en su interior. Está presente en todas las células eucariotas y se puede decir que salvo excepciones hay un solo núcleo por célula. La forma del núcleo depende del estado fisiológico de las células por lo que es una estructura cambiante. Su forma también depende del tipo de célula en el que está, pudiendo adoptar distintas formas geométricas. La posición del núcleo en la célula suele ser central. Cuando el núcleo aumenta de volumen es indicativo de que la célula va a entrar en división, las células que no se dividen tienen un núcleo con un tamaño definido. El núcleo por lo tanto es una estructura dinámica que puede estar en división o no, cuando no está en división es un núcleo interfásico y cuando se está dividiendo está en mitosis .
El núcleo
propiamente dicho o núcleo interfásico está organizado por una envoltura nuclear, que es una doble membrana, constituida por una membrana externa que puede tener ribosomas asociados y otra membrana interna, entre ellas hay un espacio de unos 40 nm. La envoltura nuclear es también llamada cisterna perinuclear y tiene propiedades biológicas similares a las del retículo endoplasmático rugoso, tanto desde el punto de vista estructural como funcional ya que hay continuidad entre las membranas de ambos. El espacio interior que queda limitado por la envoltura nuclear es el nucleoplasma. La envoltura nuclear se desestructura en la mitosis y cuando termina la división celular se reorganiza para formar los núcleos de las dos células hijas a partir de fragmentos dispersos en el citoplasma y que proceden de la anterior envoltura nuclear, a los que se agregan componentes procedentes del retículo endoplasmático rugoso. La membrana interna del núcleo y en la cara que da hacia la cavidad nuclear tiene asociado un material denso, es la lámina nuclear que separa la cromatina de la envoltura nuclear. La cisterna perinuclear presenta en toda su superficie unas estructuras que son los poros nucleares , en estos puntos las dos membranas interna y externa del núcleo se fusionan y quedan comunicados el citoplasma y el nucleoplasma.
La estructura del poro es compleja y forma el denominado complejo de poro, por el que pueden pasar de forma controlada biomoléculas en ambos sentidos, es decir del núcleo hacía el citoplasma o del citoplasma hacía el núcleo. En el nucleoplasma se encuentra ADN, ARN, proteínas nucleares, unas estructuras nucleares características llamados nucléolos, iones y otras sustancias, todos estos elementos están en un medio acuoso. En el núcleo interfásico el ADN está en forma de cromatina que son unas hebras muy largas y finas formadas por la doble hélice de ADN, en estas hebras hay heterocromatina que se corresponde con zonas donde el ADN está más condensado y es inactivo y hay otras zonas no condensadas de ADN que constituye la eucromatina que es activa y con información genética. Los nucléolos no están rodeados de membranas. Forman una estructura densa constituida por ARN y proteínas. El número de nucleolos es variable y cuando la célula entra en división se desorganizan y desaparecen y en la interfase siguiente se vuelven a reorganizar en las regiones del cromosoma que tienen los genes para sintetizar su ARN. El nucléolo tiene como función producir ARNr que sale del núcleo y que está destinado a formar parte de la constitución de los ribosomas.
DIVISIÓN CELULAR
La división celular es un mecanismo por el que a partir de una célula madre se originan dos células hijas iguales entre sí e idénticas a la célula madre. Una célula se divide cuando es necesario para el organismo, ya sea para renovar las células que han envejecido y han muerto o cuando por lesiones en el cuerpo se necesiten nuevas células para cicatrizar tejidos o para poder crecer hasta llegar al pleno desarrollo del cuerpo.
La célula se divide después de duplicar su contenido de orgánulos citoplasmático y el material genético del núcleo para luego repartirlo de forma exacta entre dos células hijas. A este proceso se le conoce como ciclo celular porque el producto final del ciclo son dos células iguales a la célula que inició el ciclo y estas células a su vez si es necesario iniciaran un nuevo ciclo. Los organismos pluricelulares necesitan muchas divisiones para formar un nuevo individuo, que se inicia a partir de una primera célula o zigoto producida por la fecundación de un ovocito por un espermatozoide.
CICLO CELULAR
En organismos pluricelulares adultos, las divisiones celulares se producen durante toda la vida para ir reemplazando las células que mueren. Hay células que en el adulto ya no se dividen, como las musculares y las nerviosas, otras como las del hígado se dividen aproximadamente una vez cada año, en cambio las epiteliales y las de la médula ósea se dividen más de una vez al día.
En el ciclo celular se producen una serie de procesos, entre ellos el más importante desde el punto de vista de la herencia es la duplicación exacta del material genético o duplicación del ADN para luego repartirlo entre las dos células hijas y que estas sean genéticamente idénticas. El proceso de división del núcleo se denomina mitosis y la división del citoplasma es la citocinesis . El periodo comprendido entre dos divisiones se denomina interfase. La interfase puede ser un periodo muy activo desde el punto de vista metabólico y se divide en tres fases : G 1 , S y G 2 . En G 1 y G2 hay una intensa síntesis de proteínas y de materiales necesarios para que la célula crezca y duplique sus orgánulos citoplasmáticos. Durante la fase S se duplica o replica todo el material genético o ADN contenido en el núcleo, por lo que al final de la fase S hay dos copias idénticas de ADN. Durante la interfase las hebras de ADN son muy finas y largas y recibe el nombre de cromatina.
Una célula que no entra en división durante un tiempo indefinido se dice que está en la fase G 0 , en esta fase la actividad metabólica es mucho más baja hasta que la célula tenga que dividirse, entrando de nuevo en la fase G 1 . Comienzo del ciclo Mitosis (la célula se divide) La célula se prepara para dividirse La célula replica su ADN La célula se agranda y fabrica nuevas proteínas La célula se detiene G 0 Punto de restricción. La célula decide si debe seguir o no con el ciclo celular Terminada la interfase la célula está preparada para entrar en la mitosis o división del núcleo, el primer signo visible de esta fase es la condensación progresiva de la cromatina en unas estructuras visibles al microscopio óptico que son los cromosomas, cada cromosoma está formado por dos copias idénticas de ADN, cada una de estas copias recibe el nombre de cromátida y están unidas por una estructura proteica llamada centrómero. 2.
MITOSIS
La mitosis es un proceso biológico en el que se reparte el material genético de forma exacta entre dos nuevas células y se divide en cinco etapas: 1.La Profase es la etapa donde las cromátidas ya duplicadas en la fase S, se condensan para formar la estructura típica de los cromosomas. Comienza a formarse el aparato mitótico siendo su principal componente el huso mitótico constituido por microtúbulos y proteínas que se organizan a partir de los centrosomas y que se van separando hacia los polos opuestos por fuera del núcleo. Los centrosomas son orgánulos presentes solo en células animales y son los lugares donde se organizan los microtúbulos. 2.La Prometafase se inicia con la rotura de la envuelta nuclear que se fragmenta en vesículas que permanecerán en los alrededores del huso mitótico durante la mitosis por lo que los cromosomas quedan libres en el citoplasma. Algunos microtúbulos del huso se unen a los cromosomas por dos estructuras proteicas que se forman a cada lado del centrómero y que reciben el nombre de cinetocoros , a estos microtúbulos se le denominan microtúbulos cinetocóricos . Los otros microtúbulos del huso que son los que van de polo a polo son los microtúbulos polares y los microtúbulos exteriores al huso y que se encuentran en los polos de la célula formando como una estrella se llaman microtúbulos astrales . Los microtúbulos cinetocóricos ejercen fuerzas sobre los cromosomas y los van moviendo hasta colocarlos en el ecuador de la célula.
La Metafase es una etapa que se caracteriza porque los cromosomas se disponen en el ecuador de la célula, que es la zona media entre los dos polos del huso mitótico, la colocación de estos cromosomas forma la placa ecuatorial . Cada cromátida del cromosoma está enganchada por los microtúbulos cinetocóricos con el polo opuesto.
.La Anafase comienza cuando se separan las cromátidas de cada cromosoma, cada cromátida migra hacia sus polo respectivo, este desplazamiento se realiza por acortamiento de los microtúbulos cinetocóricos que despolimerizan sus dímeros de tubulina a nivel de los cinetocoros por lo que se van acortando y arrastran a cada cromátida hacia los polos opuestos, a la vez los microtúbulos polares se alargan por polimerizaciones de dímeros de tubulina a nivel del ecuador del huso, aumentando así la separación entre los polos con la finalidad de que el reparto de los orgánulos citoplasmáticos sea lo más similar posible. .
La Telofase es la etapa en que los cromosomas llegan a los polos opuestos y los microtúbulos cinetocóricos desaparecen al despolimerizar totalmente, mientras que los polares se alargan aún más. Se forma de nuevo la envuelta nuclear en cada polo alrededor del material genético y a partir de las vesículas procedentes del núcleo de la célula madre que habían permanecido en las proximidades del huso, a las que se añaden nuevos fragmento procedentes del retículo endoplásmico rugoso. Los cromosomas sufren un proceso contrario al de la profase y se descondensan, expandiéndose en hebras largas y finas que constituyen la cromatina. En esta etapa reaparecen los nucleolos. Acabada la telofase termina la mitosis en la que se ha repartido de forma exacta todo el material genético después de su duplicación.
La citocinesis es la última fase del ciclo celular en la que se reparte el material citoplasmático que también se ha duplicado durante la interfase. En las células animales la citocinesis comienza en la anafase con una invaginación de la membrana plasmática en la zona del ecuador de la célula, formándose lo que se llama surco de segmentación que se va haciendo cada vez más profundo por la acción de los filamentos de actina y miosina que se sitúan en esa zona de la célula unidos a la cara interna de la membrana plasmática realizando movimientos circulares de contracción que va estrechando cada vez más el citoplasma celular, actina y miosina forman el anillo contráctil , que termina separando el citoplasma dando lugar a las dos células hijas.
CICLO CELULAR Interfase Profase temprana Telofase Anafase Prometafase Metafase En las células vegetales la citocinesis se produce por la aparición de un tabique entre las dos células hijas, originado por vesículas del Golgi que se van depositando en la zona central entre los dos núcleos y se van fusionando formando las membranas de las dos células hijas y el contenido de las vesículas del Golgi origina la pared celular . Interfase Profase Metafase Anafase Telofase Envoltura nuclear Cromátidas hermanas Fibras del huso Cromosomas condenados Cromosomas hijos Placa celular Núcleos hijos Todo el ciclo celular está controlado genéticamente en cada uno de sus pasos. Para que la célula se divida debe recibir alguna señal externa que le indique que es necesario que se divida, estas señales son los factores de crecimiento que son reconocidos por la célula. Todos estos mecanismos de control aseguran que una célula se divida solo cuando es necesario. Cuando estos mecanismos fallan se produce una proliferación celular descontrolada donde las células se dividen sin parar y esto origina los tumores en el organismo.
MEIOSIS
La meiosis es un tipo de división celular específica de las células que van a originar gametos que son células destinadas para la fecundación. Esta división no constituye un ciclo ya que los gametos si no cumplen su función mueren. Los gametos son células haploides , esto quiere decir que contienen solo la mitad de la información genética o ADN. En la fecundación, el gameto masculino y el femenino unen su material genético y se origina un nuevo individuo diploide con la dotación cromosómica característica de su especie, en donde hay dos copias de cada cromosoma una procedente del padre y otra de la madre, estos dos cromosomas reciben el nombre de cromosomas homólogos . Los gametos masculinos y femeninos se forman por un tipo especial de división celular que se denomina meiosis y que implica dos divisiones celulares seguidas: Meiosis I (MI) y Meiosis II (MII) y como resultado se forman cuatro células haploides. Cada división consta de las mismas etapas que la mitosis y con características similares, siendo la Profase I la etapa más larga y que se divide en cinco subetapas. El Leptoteno es la primera subetapa en donde los cromosomas homólogos se aproximan en el interior del núcleo. En el Zigoteno se inicia una unión entre los cromosomas homólogos, esta unión se realiza por una estructura proteica que recibe el nombre de complejo sinaptonémico, que los va uniendo punto por punto, esta unión termina en el Paquiteno y es en esta etapa cuando se producen roturas e intercambio de material cromosómico entre los dos cromosomas homólogos, a este intercambio se le llama recombinación genética y su finalidad es aumentar la variabilidad genética en los gametos y por lo tanto en la descendencia y esta variabilidad es tan grande que permite que no haya dos individuos idénticos en cualquier especie, excepto en el caso de los gemelos monocigóticos que son los que proceden del mismo cigoto o primera célula después de la fecundación y que por lo tanto tienen el mismo componente genético y citoplasmático. En el Diploteno empieza a desaparecer el complejo sinaptonémico y los cromosomas homólogos permanecen unidos solo por unos puntos que son los quiasmas y que van a mantener a los cromosomas unidos hasta el inicio de la Anafase I. En el diploteno se observa una descondensación del cromosoma en forma de bucles de ADN y que se corresponde con una gran transcripción de genes para síntesis de proteínas necesarias para la formación de los gametos. La última etapa de la ProfaseI es la Diacinesis en la que los bucles de ADN desaparecen y los cromosomas muy condensados se hacen más visibles. En la Prometafase I desaparece la envuelta nuclear y los microtúbulos cinetocóricos se unen a los cinetocoros de los cromosomas homólogos que siguen unidos por los quiasmas, por lo que cada cromosoma homólogo queda enganchado con el polo opuesto. En Metafase I los dos cromosomas homólogos unidos se disponen en la placa ecuatorial, conectando cada uno con los polos opuestos por los microtúbulos cinetocóricos respectivos. En la Anafase I se separan los cromosomas homólogos al desaparecer los quiasmas que los mantenían unidos y se dirigen a sus polos respectivos. Cada cromosoma homólogo tiene diferente origen, uno es de origen paterno y el otro de origen materno y cada cromosoma tiene dos cromátidas que llevan las recombinaciones o intercambios de segmentos cromosómicos producidos en el paquiteno y que hace que estas cuatro cromátidas sean diferentes. En la Telofase I se vuelve parcialmente al estado de Interfase y en algunos casos continúa la 2ª división meiótica sin descondensación de los cromosomas. En cada polo nos encontramos una dotación haploide de cromosomas pero con una cantidad doble de material genético.
En la mayoría de organismos se forma una envoltura nuclear transitoria, es la intercinesis y no hay fase S para una nueva duplicación del división Meiótica es muy similar a la mitosis con una Profase II donde se condensan los cromosomas; Prometafase II con la rotura de la envuelta nuclear y la aparición de los microtúbulos cinetocóricos que enganchan las cromátidas de cada cromosoma a los polos opuestos. En la Metafase II al igual que en la mitosis los cromosomas se disponen en la placa ecuatorial y cada cromátida está unida por los microtúbulos cinetocóricos con su polo respectivo En Anafase II se separan las cromátidas y se dirige cada una a un polo diferente al acortarse los microtúbulos cinetocóricos y al final de la Telofase II se obtienen cuatro células con la mitad de la dotación cromosómica y que reciben el nombre de gametos, los cromosomas de cada gameto son diferentes por la recombinación de material genético entre los cromosómas, esto hace que aumente la variabilidad genética en la especie humana y en todas las especies que tengan reproducción sexual. La meiosis ocurre en la gametogénesis o proceso de formación de gametos masculinos y femeninos, estas son células con la mitad de la dotación cromosómica de cada especie y que tienen como fin unirse en la fecundación para originar un nuevo individuo con la dotación cromosómica completa. En los machos este proceso recibe el nombre de espermatogénesis y en las hembras se denomina oogénesis. En el hombre la espermatogénesis se inicia en la pubertad, formándose como producto final los espermatozoides, este proceso es continuo hasta una edad avanzada. En la mujer la oogénesis se inicia en el periodo embrionario, cuando la niña nace todos sus oocitos están en diploteno y así continúan hasta la pubertad, en la que se inician los ciclos ováricos mensuales, cada mes uno o más oocitos prosiguen la oogenesis hasta la metafaseII, en este estadío es expulsado del ovario y solo termina la gametogénesis si es fecundado, si no degenera. La meiosis es un proceso de gran importancia biológica y evolutiva ya que gracias al fenómeno genético de la recombinación queda garantizada la diversidad génica entre individuos de la misma especie.
