POR QUÉ ENVEJECEMOS

El oxigeno es vital para la supervivencia de los organismos, pero así como es de benéfico para nosotros, de la misma manera, es el causante de que el cuerpo envejezca. Su acción en el organismo genera radicales libres que destruyen poco a poco las células, un proceso natural regulado por las mitocondrias que se acelera entre mayor sea la cantidad de oxígeno absorbido por el organismo. Paradójicamente, aun cuando un atleta es menos propenso a enfermedades envejecerá más rápido debido a que el ejercicio que realiza requiere de una gran cantidad del elemento.

http://www.youtube.com/watch?v=EHwF5YrfpdM&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=39-QYfYsxTU&feature=related

La mitocondria es una estructura clave en el funcionamiento normal de la célula y es comparable al motor del automóvil generando energía a través de la combustión de sustrato mecanismo OXPHOS fig 1. Toda combustión utiliza Oxígeno y al mismo tiempo libera radicales libres o especies reactivas de Oxígeno. El Oxígeno que representa el 20 % de la atmósfera es esencial para la vida, pero al mismo tiempo es la fuente principal de radicales libres entre ellos los más importantes:

- Superóxido O2- Radical madre

- Peróxido HO2- Oxida las grasas

- Peróxido de Hidrógeno H2 O2 Origen de otros Radicales

- Hidroxilo OH.- Principalmente Daña al ADN

Las células poseen un impresionante aparato antioxidante enzimático y de moléculas antioxidantes, la mayoría derivados de vegetales y frutas para neutralizar a los Radicales libres. Las defensas antioxidantes enzimáticas incluyen:

- Superóxido dismutasa ( SOD ): enzima que neutraliza al radical Superóxido (O2.- ) en H2 O2. Existen 3 formas de SOD en el humano: La citosólica Cu,Zn-SOD; la mitocondrial Mn-SOD y la SOD extracelular, todas codificadas y reguladas independientemente.

- La Catalasa y la Glutation peroxidasa ( GPX ) convierten al H2 O2 en agua

- Antioxidantes hidrofílicos: Ascorbato, Uratos y Glutatión ( GSH)

- Antioxidantes lipofílicos: Tocopheroles, flavonoides, carotenoides y ubiquinol

- Enzimas reconstituyentes de electrones de las formas oxidadas de los antioxidantes hidrofílicos y lipofílicos entre ellas: GSH reductasa, dehidroascorbato reductasa.

- Enzima responsable del mantenimiento del grupo thiol de las proteínas ( Thioredoxina reductasa)

Estas enzimas antioxidantes y moléculas antioxidantes neutralizan la mayor parte de los radicales libres generados. Sinembargo la neutralización no llega a ser total quedando una fracción de estos libres y activos. Los Hidroxilos libres alcanzan a dañar la membrana mitocondrial lipídica muy rápido y al mtADN causando mutaciones en sus cadenas. El Superóxido libre daña la membrana de la mitocondria y retarda el proceso oxidativo de respiración mitocondrial, ambos fenómenos ocasionan el envejecimiento mitocondrial

CATÁLISIS ENZIMATICA

PRINCIPIOS DE LA CATÁLISIS

Las enzimas son catalizadores específicos: cada enzima cataliza un solo tipo de reacción, y casi siempre actúa sobre un único sustrato o sobre un grupo muy reducido de ellos. En una reacción catalizada por una enzima:

• La sustancia sobre la que actúa la enzima se llama sustrato
• El sustrato se une a una región concreta de la enzima, llamada centro activo. El centro activo comprende (1) un sitio de unión formado por los aminoácidos que están en contacto directo con el sustrato y (2) un sitio catalítico, formado por los aminoácidos directamente implicados en el mecanismo de la reacción7
• Una vez formados los productos la enzima puede comenzar un nuevo ciclo de reacción

tomado de http://geocities.ws/batxillerat_biologia/metabolintrod.htm

CARACTERÍSTICAS DE LA ACCIÓN ENZIMÁTICA

La característica más sobresaliente de las enzimas es su elevada especificidad. Esta es doble y explica que no se formen subproductos:


Especificidad de sustrato. El sustrato (S) es la molécula sobre la que la enzima ejerce su acción catalítica. Especificidad de acción. Cada reacción está catalizada por una enzima específica. La acción enzimática se caracteriza por la formación de un complejo que representa el estado de transición. El sustrato se une a la enzima a través de numerosas interacciones débiles como son: puentes de hidrógeno, electrostáticas, hidrófobas, etc, en un lugar específico , el centro activo. Este centro es una pequeña porción de la enzima, constituido por una serie de aminoácidos que interaccionan con el sustrato.

ORGANELOS PRESENTES EN LA CELULA

Las funciones que se realizan en el cuerpo están dividas y realizadas por órganos y tejidos distintos. La comida es digerida en el estómago e intestinos, los huesos proveen estructura y fuerza, y el cerebro actúa como un lugar central para el proceso de información y para dar comandos a otras partes del cuerpo.

En casi la misma manera, las funciones de cada una de las células están dividas entre combinaciones muy organizadas de las biomoléculas. Estas estructuras son análogas a los órganos en el cuerpo y se llaman organelos.

Los organelos están suspendidos en un líquido viscoso a base de agua. El líquido es conocido como e lcitosol. El fluído y los organelos que se encuentran afuera del núcleo son colectivamente llamados elcitoplasma.

EL CITOPLASMA

El citoplasma consiste en una estructura celular cuya apariencia es viscosa. Se encuentra localizada dentro de la membrana plasmática pero fuera del núcleo de la célula.

TOMADO DE

 http://www.youtube.com/watch?v=b-hyqOM-4aA&playnext=1&list=PL2D10AED73665B8A1

PERMEABILIDAD DE LAS MEMBRANAS CELULARES

Permeabilidad selectiva:

La membrana plasmática regula la entrada y salida de materiales, permitiendo la entrada de unos y restingiendo el paso de otros. Esta propiedad se llama permeabilidad selectiva.

La membrana es permeable cuando permite el paso, más o menos fácil, de una sustancia. La permeabilidad de la membrana depende de varios factores relacionados con las propiedades físico-químicas de la sustancia:

• Solubilidad en los lípidos: Las sustancias que se disuelven en los lípidos (moléculas hidrófobas, no polares) penetran con facilidad en la membrana dado que esta está compuesta en su mayor parte por fosfolípidos.
• Tamaño: la mayor parte de las moléculas de gran tamaño no pasan a través de la membrana. Sólo un pequeño número de moleculas no polares de pequeño tamaño pueden atravesar la capa de fosfolípidos
• Carga: Las moleculas cargadas y los iones no pueden pasar, en condiciones normales, a través de la membrana. Sin embargo, algunas sustancias cargadas pueden pasar por los canales proteícos o con la ayuda de una proteína transportadora.

Tomado de http://www.google.com.co/imgres?imgurl=http://www.maph49.galeon.com/memb1/Diffuse.gif&imgrefurl=

Células y membranas

Las membranas conforman los límites de las células, es decir están constituidas por una bicapa lipidica dentro de la cual se insertan proteínas; estas proteínas pueden ser perféricas o integrales que pueden atravesar o no la bicapa. Esta bicapa posee características similares a las de las membranas celulares: es permeables al agua pero impermeables a los cationes y aniones y a las grandes moléculas polares. En realidad, las membranas celulares son, esencialmente, bicapas lipídicas.

Proteínas integrales: son aquellas que cruzan la membrana y aparecen a ambos lados de la capa de fosfolípidos. La mayor parte de estas proteínas son glicoproteinas, proteínas que tiene unidos uno varios monosacáridos. La parte de carbohidrato de la molécula está siempre de cada al exterior de la célula. 

Proteínas periféricas: están no se extienden a lo ancho de la bicapa sino que están unidas a las superficies interna o externa de la misma y se separan fácilmente de la misma.

FORMACIÓN DE BICAPAS LIPÍDICAS EN LAS MEMBRANAS CELULARES

Si se dispersa por una superficie acuosa una pequeña cantidad de un lípido anfipático,se puede formar una capa de una molécula de espesor llamada monocapa.

Esto es debido a que las partes hidrófilas se disponen hacia el interior y los grupos hidrófobos hacia el exterior de la superficie acuosa.

LA IMPORTANCIA DE LA MEMBRANA CELULAR

La permeabilidad selectiva de la membrana plasmática juega un papel fundamental en las células teniendo en cuenta que el intercambio de sustancias entre ésta y el medio aporta los compuestos necesarios para que se lleven a cabo las funciones celulares. En este sentido la membrana se encarga de regular dicho intercambio  además de permitir la salida de los productos del metabolilsmo que la célula no necesita.

LA MEMBRANA CELULAR

La membrana celular o plasmática es una bicapa lipídica en la que se encuentran incrustadas proteínas (modelo de mosaico fluido descrito por Singer), cuyas funciones son las de definir la los límites o forma de la célula y mantener el equilibrio entre el medio intracelular y el medio extracelular. Esto último se debe a que se caracteriza por tener una permeabilidad selectiva, lo que le permite seleccionar las sustancias que entran y salen de la célula.

La composición química de la membrana celular cambia entre células dependiendo de su función y del organismo (bacterias, vegetales, hongos, animales), pero en forma general, está compuesta por una doble capa de fosfolípidos, por proteínas unidas a esa bicapa, y carbohidratos unidos covalentemente a los lípidos o a las proteínas. 

• LOS LÍPIDOS

los fosfolípidos son los principales lípidos constituyentes de la membrana celular. Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas, es decir,  ante la presencia de un medio acuoso, adquieren una doble sensibilidad. Sus “cabezas” (grupo carboxilo) son hidrofílicas (que tienen afinidad por el agua), mientras que sus “colas” (cadena carbonada) son hidrofóbicas (que repelen el agua). Debido a esta naturaleza anfipática, en un medio acuoso tienden espontáneamente a formar agrupaciones denominadas micelas o bicapas similares a las celulares.

fuente: http://benitobios.blogspot.com/2009/05/lipidos.html

• LAS PROTEÍNAS

Las proteínas son largas cadenas de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos y se encargan de las funciones dinámicas de la membrana, desempeñando funciones de transporte, conectoras (entre la membrana y el medio extracelular o con el interior), receptoras y enzimáticas. 

fuente: http://quimicalv.blogspot.com/2010/04/bienvenido.html

Según su grado de asociación a la membrana, las proteínas se clasifican en:

1. Integrales o Intrínsecas: son anfipáticas. Solo se pueden separar de la bicapa si ésta es destruida. Algunas de tienen carbohidratos unidos a ellas covalentemente (glucoproteínas).
2. Periféricas o Extrínsecas: No presentan regiones hidrófobas, así pues, no pueden entrar al interior de la membrana. Se encuentran en la parte intracelular de la membrana y se separan y unen a esta con facilidad por enlaces de tipo iónico.

Sintesis de proteinas: se lleva a cabo en los ribosomas, con ayuda del retículo endoplasmático y el aparato de golgi que sirven como compactadores y sacos de almacenamiento: http://www.youtube.com/watch?v=fC_h0zWM1us&NR=1

• CARBOHIDRATOS

Los glúcidos de la membrana se presentan en forma de oligosacáridos o como monosacáridos. Se encuentran unidos en forma covalente a lípidos, constituyendo  glucolípidos, o a proteínas, constituyendo las  glucoproteínas.  

La ubicación de los glúcidos en las membranas plasmáticas se realiza en la capa superficial o externa de la bicapa fosfolipídica, donde forman una cubierta extracelular denominada Glucocáliz.  A esta verdadera capa extracelular se le atribuyen las siguientes funciones: “atrapar” ciertos iones que son importantes para la célula, proteger a la membrana  contra daños de origen químico o mecánico y reconocer otras células a partir de la composición diferencial que presentan las distintas células en su Glucocáliz.  

CÉLULAS PROCARIOTAS, LAS MÁS SIMPLES CONOCIDAS

Las células procariotas (pro: sin; carios: núcleo) son aquellas cuyo material nuclear no se encuentra en una forma determinada como organulo (núcleo), sino que se mueve libremente por el citoplasma, debido a la ausencia de membrana nuclear. No es correcto decir que estas células carecen de núcleo debido a que en él se encuentra el material genético de cualquier célula y sin éste, no es posible su reproducción. Por lo mismo, el ADN se encuentra desnudo y se dispone de manera circular formando un único cromosoma ovoide sin centrómero diferenciado. Los ribosomas, encargados de la síntesis de proteínas a partir de la transcripción del ADN, tienen un tamaño entre 50 S y 70 S (svedberg).

Los organismos con células procariotas son las bacterias y las archebacterias. La pared celular de las primeras esta formada por peptidoglicano o por mureína, mientras que la pared celular de las Arqueobacterias, al encontrarse en condiciones extremas, utilizan otras sustancias para constituir sus paredes celulares. 

ORÍGENES DE LA BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR

La búsqueda y caracterización de los elementos simples que formaban los sistemas más complejos, se constituyó en un sueño para la ciencia. Persiguiendo ese sueño nacieron los modelos de átomos y moléculas, constituyentes elementales de toda la materia. El conocimiento de las características tan particulares de los seres vivos, producto de la extrema complejidad de estos sistemas comparados con los sistemas inertes, no escapó del sueño mecanicista. Uno de los problemas principales del pensamiento biológico de todos los tiempos fue establecer la relación entre estructura y vida.....http://www.alipso.com/monografias/origenes_biologia_celymolec/

LA TEORÍA CELULAR, DE LEEUWENHOEK A LA ACTUALIDAD

El estudio de las células inició en el siglo XVI con la invención el desarrollo de la óptica y la invención del microscopio. Las primeras observaciones de células fueron realizadas por Antoine van Leuwenhoekm, un comerciante y científico neerlandes, quien a finales del siglo XVII identificó algunas bacterias y los espermatozoides, convirtiéndose así en el pionero de las investigaciones en el campo celular