como funciona la celula

135
7/28/2019 Como Funciona La Celula http://slidepdf.com/reader/full/como-funciona-la-celula 1/135 ¿Cómo funciona una célula? Fisiología celular 122 ANTONIO PEÑA B I O L O G Í A LA CIENCIA PARA TODOS

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7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 1135

iquestCoacutemo funcionauna ceacutelula

Fisiologiacutea celular

122

A N T O N I O

P E Ntilde A

B I O L O G Iacute A

LA

C I ENC I A

PARA

TODOS

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 2135

iquestCOacuteMO FUNCIONA UNA CEacuteLULA

ZZZIRURULQFRQPHGLFRWN

ZZZIDFHERRNFRPIRURULQFRQPHGLFR

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 3135

Comiteacute de seleccioacuten

D A AD F B ZD J BD J L CD R CD J F

D J F VD J R FD L G-C SD A G AD G Hf D J MD I M

D J L MD H N JD M PD J A PntildeD R P D J R OD J SkD G SD E

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 4135

L C

D F C E 1986 - L -

A 10 ntilde -

ntildemdash mdash L C

D R B C H

P I - -

L L C E - - Y ntilde

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7282019 Como Funciona La Celula

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Antonio Pentildea

iquestCOacuteMO FUNCIONA UNA CEacuteLULAFisiologiacutea celular

la

ciencia 122para todos

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 7135

P (L C M) 1995S (L C ) 2000 2009P 2010

Pntilde AC F A Pntilde mdash 3 mdash

M FCE SEP CONAC 2009133 21 times 14 mdash (C L C 122) ISBN 978-607-16-0125-4

1 C 2 B 3 D I S II

LC QH631 Dw 5082 C569 V122

Dstrbucoacuten mundal

D R copy 1995 F C EC P-A 227 14738 M D FwwwE ISO 90012008

C

(55) 5227-4672 F (55) 5227-4694

L C F C E S S EP C N C

S - F C E

ISBN 978-607-16-0370-8 (electroacutenica)

978-607-16-0125-4 (impresa)

H M - Made n Mexco

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IacuteNDICE

Introduccoacuten 9

I Las moleacuteculas y las ceacutelulas 19D 19L 20L 23L 27L 29O 33L 33L 35L 37L 40L 44

II El metabolsmo las transormacones de las moleacuteculas en lasceacutelulas 45E 45C 46A ( -

) 47M 48L 50L 51L 53L 57L 59E 63

ZZZIDFHERRNFRPIRURULQFRQPHGLFR

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U 64L ADP (

) 66V 68

III Los componentes celulares 71L 71L 73L 78E 80E G 83L 85L 89L 93L 96L 97L 98E 99L 102L 105L 106E 107E 107

IV La especalzacoacuten celular 110L 111L 112L 112L 117U 118L 123L 127U 129L 130O 131

Bblograiacutea 133

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 10135

9

INRODUCCIOacuteN

U C

L - - -

L -

A A Lwk L -ntilde

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10

-

D -

xix - C quiacutemca or- gaacutenca

U

- P xix F T Sw

Sw - J L- M ntilde L P - Sw - G -

L

G 2CO2

+ 2

A CO2

(- )

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11

-

H xix E B -

- E - D -

ntilde - Q- - ( zyme ) - -

P - - - H ntilde xx - boquiacutemca

A E ntilde -

A -

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12

A - -

- U - -

A ntilde xx P A - -

- -

L - - - -

P - P -

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13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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iquestCOacuteMO FUNCIONA UNA CEacuteLULA

ZZZIRURULQFRQPHGLFRWN

ZZZIDFHERRNFRPIRURULQFRQPHGLFR

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 3135

Comiteacute de seleccioacuten

D A AD F B ZD J BD J L CD R CD J F

D J F VD J R FD L G-C SD A G AD G Hf D J MD I M

D J L MD H N JD M PD J A PntildeD R P D J R OD J SkD G SD E

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L C

D F C E 1986 - L -

A 10 ntilde -

ntildemdash mdash L C

D R B C H

P I - -

L L C E - - Y ntilde

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Antonio Pentildea

iquestCOacuteMO FUNCIONA UNA CEacuteLULAFisiologiacutea celular

la

ciencia 122para todos

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M FCE SEP CONAC 2009133 21 times 14 mdash (C L C 122) ISBN 978-607-16-0125-4

1 C 2 B 3 D I S II

LC QH631 Dw 5082 C569 V122

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(55) 5227-4672 F (55) 5227-4694

L C F C E S S EP C N C

S - F C E

ISBN 978-607-16-0370-8 (electroacutenica)

978-607-16-0125-4 (impresa)

H M - Made n Mexco

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IacuteNDICE

Introduccoacuten 9

I Las moleacuteculas y las ceacutelulas 19D 19L 20L 23L 27L 29O 33L 33L 35L 37L 40L 44

II El metabolsmo las transormacones de las moleacuteculas en lasceacutelulas 45E 45C 46A ( -

) 47M 48L 50L 51L 53L 57L 59E 63

ZZZIDFHERRNFRPIRURULQFRQPHGLFR

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U 64L ADP (

) 66V 68

III Los componentes celulares 71L 71L 73L 78E 80E G 83L 85L 89L 93L 96L 97L 98E 99L 102L 105L 106E 107E 107

IV La especalzacoacuten celular 110L 111L 112L 112L 117U 118L 123L 127U 129L 130O 131

Bblograiacutea 133

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9

INRODUCCIOacuteN

U C

L - - -

L -

A A Lwk L -ntilde

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10

-

D -

xix - C quiacutemca or- gaacutenca

U

- P xix F T Sw

Sw - J L- M ntilde L P - Sw - G -

L

G 2CO2

+ 2

A CO2

(- )

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11

-

H xix E B -

- E - D -

ntilde - Q- - ( zyme ) - -

P - - - H ntilde xx - boquiacutemca

A E ntilde -

A -

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12

A - -

- U - -

A ntilde xx P A - -

- -

L - - - -

P - P -

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13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 122135

121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 3: Como Funciona La Celula

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Comiteacute de seleccioacuten

D A AD F B ZD J BD J L CD R CD J F

D J F VD J R FD L G-C SD A G AD G Hf D J MD I M

D J L MD H N JD M PD J A PntildeD R P D J R OD J SkD G SD E

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L C

D F C E 1986 - L -

A 10 ntilde -

ntildemdash mdash L C

D R B C H

P I - -

L L C E - - Y ntilde

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Antonio Pentildea

iquestCOacuteMO FUNCIONA UNA CEacuteLULAFisiologiacutea celular

la

ciencia 122para todos

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 7135

P (L C M) 1995S (L C ) 2000 2009P 2010

Pntilde AC F A Pntilde mdash 3 mdash

M FCE SEP CONAC 2009133 21 times 14 mdash (C L C 122) ISBN 978-607-16-0125-4

1 C 2 B 3 D I S II

LC QH631 Dw 5082 C569 V122

Dstrbucoacuten mundal

D R copy 1995 F C EC P-A 227 14738 M D FwwwE ISO 90012008

C

(55) 5227-4672 F (55) 5227-4694

L C F C E S S EP C N C

S - F C E

ISBN 978-607-16-0370-8 (electroacutenica)

978-607-16-0125-4 (impresa)

H M - Made n Mexco

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IacuteNDICE

Introduccoacuten 9

I Las moleacuteculas y las ceacutelulas 19D 19L 20L 23L 27L 29O 33L 33L 35L 37L 40L 44

II El metabolsmo las transormacones de las moleacuteculas en lasceacutelulas 45E 45C 46A ( -

) 47M 48L 50L 51L 53L 57L 59E 63

ZZZIDFHERRNFRPIRURULQFRQPHGLFR

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U 64L ADP (

) 66V 68

III Los componentes celulares 71L 71L 73L 78E 80E G 83L 85L 89L 93L 96L 97L 98E 99L 102L 105L 106E 107E 107

IV La especalzacoacuten celular 110L 111L 112L 112L 117U 118L 123L 127U 129L 130O 131

Bblograiacutea 133

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9

INRODUCCIOacuteN

U C

L - - -

L -

A A Lwk L -ntilde

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10

-

D -

xix - C quiacutemca or- gaacutenca

U

- P xix F T Sw

Sw - J L- M ntilde L P - Sw - G -

L

G 2CO2

+ 2

A CO2

(- )

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11

-

H xix E B -

- E - D -

ntilde - Q- - ( zyme ) - -

P - - - H ntilde xx - boquiacutemca

A E ntilde -

A -

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12

A - -

- U - -

A ntilde xx P A - -

- -

L - - - -

P - P -

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13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 132135

131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 133135

132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 134135

133

BIBLIOGRAFIacuteA

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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L C

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A 10 ntilde -

ntildemdash mdash L C

D R B C H

P I - -

L L C E - - Y ntilde

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Antonio Pentildea

iquestCOacuteMO FUNCIONA UNA CEacuteLULAFisiologiacutea celular

la

ciencia 122para todos

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 7135

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M FCE SEP CONAC 2009133 21 times 14 mdash (C L C 122) ISBN 978-607-16-0125-4

1 C 2 B 3 D I S II

LC QH631 Dw 5082 C569 V122

Dstrbucoacuten mundal

D R copy 1995 F C EC P-A 227 14738 M D FwwwE ISO 90012008

C

(55) 5227-4672 F (55) 5227-4694

L C F C E S S EP C N C

S - F C E

ISBN 978-607-16-0370-8 (electroacutenica)

978-607-16-0125-4 (impresa)

H M - Made n Mexco

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IacuteNDICE

Introduccoacuten 9

I Las moleacuteculas y las ceacutelulas 19D 19L 20L 23L 27L 29O 33L 33L 35L 37L 40L 44

II El metabolsmo las transormacones de las moleacuteculas en lasceacutelulas 45E 45C 46A ( -

) 47M 48L 50L 51L 53L 57L 59E 63

ZZZIDFHERRNFRPIRURULQFRQPHGLFR

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 9135

U 64L ADP (

) 66V 68

III Los componentes celulares 71L 71L 73L 78E 80E G 83L 85L 89L 93L 96L 97L 98E 99L 102L 105L 106E 107E 107

IV La especalzacoacuten celular 110L 111L 112L 112L 117U 118L 123L 127U 129L 130O 131

Bblograiacutea 133

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9

INRODUCCIOacuteN

U C

L - - -

L -

A A Lwk L -ntilde

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10

-

D -

xix - C quiacutemca or- gaacutenca

U

- P xix F T Sw

Sw - J L- M ntilde L P - Sw - G -

L

G 2CO2

+ 2

A CO2

(- )

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11

-

H xix E B -

- E - D -

ntilde - Q- - ( zyme ) - -

P - - - H ntilde xx - boquiacutemca

A E ntilde -

A -

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12

A - -

- U - -

A ntilde xx P A - -

- -

L - - - -

P - P -

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13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

7282019 Como Funciona La Celula

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

7282019 Como Funciona La Celula

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7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

7282019 Como Funciona La Celula

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

7282019 Como Funciona La Celula

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

7282019 Como Funciona La Celula

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

7282019 Como Funciona La Celula

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

7282019 Como Funciona La Celula

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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Antonio Pentildea

iquestCOacuteMO FUNCIONA UNA CEacuteLULAFisiologiacutea celular

la

ciencia 122para todos

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 7135

P (L C M) 1995S (L C ) 2000 2009P 2010

Pntilde AC F A Pntilde mdash 3 mdash

M FCE SEP CONAC 2009133 21 times 14 mdash (C L C 122) ISBN 978-607-16-0125-4

1 C 2 B 3 D I S II

LC QH631 Dw 5082 C569 V122

Dstrbucoacuten mundal

D R copy 1995 F C EC P-A 227 14738 M D FwwwE ISO 90012008

C

(55) 5227-4672 F (55) 5227-4694

L C F C E S S EP C N C

S - F C E

ISBN 978-607-16-0370-8 (electroacutenica)

978-607-16-0125-4 (impresa)

H M - Made n Mexco

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IacuteNDICE

Introduccoacuten 9

I Las moleacuteculas y las ceacutelulas 19D 19L 20L 23L 27L 29O 33L 33L 35L 37L 40L 44

II El metabolsmo las transormacones de las moleacuteculas en lasceacutelulas 45E 45C 46A ( -

) 47M 48L 50L 51L 53L 57L 59E 63

ZZZIDFHERRNFRPIRURULQFRQPHGLFR

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U 64L ADP (

) 66V 68

III Los componentes celulares 71L 71L 73L 78E 80E G 83L 85L 89L 93L 96L 97L 98E 99L 102L 105L 106E 107E 107

IV La especalzacoacuten celular 110L 111L 112L 112L 117U 118L 123L 127U 129L 130O 131

Bblograiacutea 133

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9

INRODUCCIOacuteN

U C

L - - -

L -

A A Lwk L -ntilde

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10

-

D -

xix - C quiacutemca or- gaacutenca

U

- P xix F T Sw

Sw - J L- M ntilde L P - Sw - G -

L

G 2CO2

+ 2

A CO2

(- )

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11

-

H xix E B -

- E - D -

ntilde - Q- - ( zyme ) - -

P - - - H ntilde xx - boquiacutemca

A E ntilde -

A -

7282019 Como Funciona La Celula

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12

A - -

- U - -

A ntilde xx P A - -

- -

L - - - -

P - P -

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13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

7282019 Como Funciona La Celula

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 6: Como Funciona La Celula

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Antonio Pentildea

iquestCOacuteMO FUNCIONA UNA CEacuteLULAFisiologiacutea celular

la

ciencia 122para todos

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 7135

P (L C M) 1995S (L C ) 2000 2009P 2010

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1 C 2 B 3 D I S II

LC QH631 Dw 5082 C569 V122

Dstrbucoacuten mundal

D R copy 1995 F C EC P-A 227 14738 M D FwwwE ISO 90012008

C

(55) 5227-4672 F (55) 5227-4694

L C F C E S S EP C N C

S - F C E

ISBN 978-607-16-0370-8 (electroacutenica)

978-607-16-0125-4 (impresa)

H M - Made n Mexco

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IacuteNDICE

Introduccoacuten 9

I Las moleacuteculas y las ceacutelulas 19D 19L 20L 23L 27L 29O 33L 33L 35L 37L 40L 44

II El metabolsmo las transormacones de las moleacuteculas en lasceacutelulas 45E 45C 46A ( -

) 47M 48L 50L 51L 53L 57L 59E 63

ZZZIDFHERRNFRPIRURULQFRQPHGLFR

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U 64L ADP (

) 66V 68

III Los componentes celulares 71L 71L 73L 78E 80E G 83L 85L 89L 93L 96L 97L 98E 99L 102L 105L 106E 107E 107

IV La especalzacoacuten celular 110L 111L 112L 112L 117U 118L 123L 127U 129L 130O 131

Bblograiacutea 133

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9

INRODUCCIOacuteN

U C

L - - -

L -

A A Lwk L -ntilde

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10

-

D -

xix - C quiacutemca or- gaacutenca

U

- P xix F T Sw

Sw - J L- M ntilde L P - Sw - G -

L

G 2CO2

+ 2

A CO2

(- )

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11

-

H xix E B -

- E - D -

ntilde - Q- - ( zyme ) - -

P - - - H ntilde xx - boquiacutemca

A E ntilde -

A -

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12

A - -

- U - -

A ntilde xx P A - -

- -

L - - - -

P - P -

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13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 134135

133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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P (L C M) 1995S (L C ) 2000 2009P 2010

Pntilde AC F A Pntilde mdash 3 mdash

M FCE SEP CONAC 2009133 21 times 14 mdash (C L C 122) ISBN 978-607-16-0125-4

1 C 2 B 3 D I S II

LC QH631 Dw 5082 C569 V122

Dstrbucoacuten mundal

D R copy 1995 F C EC P-A 227 14738 M D FwwwE ISO 90012008

C

(55) 5227-4672 F (55) 5227-4694

L C F C E S S EP C N C

S - F C E

ISBN 978-607-16-0370-8 (electroacutenica)

978-607-16-0125-4 (impresa)

H M - Made n Mexco

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IacuteNDICE

Introduccoacuten 9

I Las moleacuteculas y las ceacutelulas 19D 19L 20L 23L 27L 29O 33L 33L 35L 37L 40L 44

II El metabolsmo las transormacones de las moleacuteculas en lasceacutelulas 45E 45C 46A ( -

) 47M 48L 50L 51L 53L 57L 59E 63

ZZZIDFHERRNFRPIRURULQFRQPHGLFR

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 9135

U 64L ADP (

) 66V 68

III Los componentes celulares 71L 71L 73L 78E 80E G 83L 85L 89L 93L 96L 97L 98E 99L 102L 105L 106E 107E 107

IV La especalzacoacuten celular 110L 111L 112L 112L 117U 118L 123L 127U 129L 130O 131

Bblograiacutea 133

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 10135

9

INRODUCCIOacuteN

U C

L - - -

L -

A A Lwk L -ntilde

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 11135

10

-

D -

xix - C quiacutemca or- gaacutenca

U

- P xix F T Sw

Sw - J L- M ntilde L P - Sw - G -

L

G 2CO2

+ 2

A CO2

(- )

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11

-

H xix E B -

- E - D -

ntilde - Q- - ( zyme ) - -

P - - - H ntilde xx - boquiacutemca

A E ntilde -

A -

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12

A - -

- U - -

A ntilde xx P A - -

- -

L - - - -

P - P -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 14135

13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

7282019 Como Funciona La Celula

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

7282019 Como Funciona La Celula

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

7282019 Como Funciona La Celula

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

7282019 Como Funciona La Celula

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

7282019 Como Funciona La Celula

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

7282019 Como Funciona La Celula

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 8: Como Funciona La Celula

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IacuteNDICE

Introduccoacuten 9

I Las moleacuteculas y las ceacutelulas 19D 19L 20L 23L 27L 29O 33L 33L 35L 37L 40L 44

II El metabolsmo las transormacones de las moleacuteculas en lasceacutelulas 45E 45C 46A ( -

) 47M 48L 50L 51L 53L 57L 59E 63

ZZZIDFHERRNFRPIRURULQFRQPHGLFR

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U 64L ADP (

) 66V 68

III Los componentes celulares 71L 71L 73L 78E 80E G 83L 85L 89L 93L 96L 97L 98E 99L 102L 105L 106E 107E 107

IV La especalzacoacuten celular 110L 111L 112L 112L 117U 118L 123L 127U 129L 130O 131

Bblograiacutea 133

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9

INRODUCCIOacuteN

U C

L - - -

L -

A A Lwk L -ntilde

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10

-

D -

xix - C quiacutemca or- gaacutenca

U

- P xix F T Sw

Sw - J L- M ntilde L P - Sw - G -

L

G 2CO2

+ 2

A CO2

(- )

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11

-

H xix E B -

- E - D -

ntilde - Q- - ( zyme ) - -

P - - - H ntilde xx - boquiacutemca

A E ntilde -

A -

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12

A - -

- U - -

A ntilde xx P A - -

- -

L - - - -

P - P -

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13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 118135

117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 119135

118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 120135

Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 122135

121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 124135

123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 127135

126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 130135

129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 131135

130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 132135

131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 134135

133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 9: Como Funciona La Celula

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U 64L ADP (

) 66V 68

III Los componentes celulares 71L 71L 73L 78E 80E G 83L 85L 89L 93L 96L 97L 98E 99L 102L 105L 106E 107E 107

IV La especalzacoacuten celular 110L 111L 112L 112L 117U 118L 123L 127U 129L 130O 131

Bblograiacutea 133

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9

INRODUCCIOacuteN

U C

L - - -

L -

A A Lwk L -ntilde

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10

-

D -

xix - C quiacutemca or- gaacutenca

U

- P xix F T Sw

Sw - J L- M ntilde L P - Sw - G -

L

G 2CO2

+ 2

A CO2

(- )

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11

-

H xix E B -

- E - D -

ntilde - Q- - ( zyme ) - -

P - - - H ntilde xx - boquiacutemca

A E ntilde -

A -

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12

A - -

- U - -

A ntilde xx P A - -

- -

L - - - -

P - P -

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13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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9

INRODUCCIOacuteN

U C

L - - -

L -

A A Lwk L -ntilde

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10

-

D -

xix - C quiacutemca or- gaacutenca

U

- P xix F T Sw

Sw - J L- M ntilde L P - Sw - G -

L

G 2CO2

+ 2

A CO2

(- )

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11

-

H xix E B -

- E - D -

ntilde - Q- - ( zyme ) - -

P - - - H ntilde xx - boquiacutemca

A E ntilde -

A -

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12

A - -

- U - -

A ntilde xx P A - -

- -

L - - - -

P - P -

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13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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10

-

D -

xix - C quiacutemca or- gaacutenca

U

- P xix F T Sw

Sw - J L- M ntilde L P - Sw - G -

L

G 2CO2

+ 2

A CO2

(- )

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11

-

H xix E B -

- E - D -

ntilde - Q- - ( zyme ) - -

P - - - H ntilde xx - boquiacutemca

A E ntilde -

A -

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12

A - -

- U - -

A ntilde xx P A - -

- -

L - - - -

P - P -

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13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

7282019 Como Funciona La Celula

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 12: Como Funciona La Celula

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11

-

H xix E B -

- E - D -

ntilde - Q- - ( zyme ) - -

P - - - H ntilde xx - boquiacutemca

A E ntilde -

A -

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12

A - -

- U - -

A ntilde xx P A - -

- -

L - - - -

P - P -

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13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 13: Como Funciona La Celula

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12

A - -

- U - -

A ntilde xx P A - -

- -

L - - - -

P - P -

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13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 14: Como Funciona La Celula

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13

E ( ) -

E 1 - -

P - ntilde -

E - S - 600 (600 times rsquo)

10 -

E 15 000 D - - -

S 105 000 - 60 - ( ) -

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

7282019 Como Funciona La Celula

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

7282019 Como Funciona La Celula

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

7282019 Como Funciona La Celula

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 15: Como Funciona La Celula

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14

P -

A 105 000 times rsquo

raccoacuten soluble o ctosol -

L

L -

S ntilde -

Eschercha col D - - A - - botecnolo- giacutea

O 1950

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 16: Como Funciona La Celula

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Fraccioacutensolubleo citosol

Fraccioacuten microsomalvesiacuteculas de retiacuteculo

endoplaacutesmico ribosomas

105 000 times grsquo60 minutos

Centrifugacioacuten a 600 times grsquo5 minutos

Fragmentode tejido hepaacutetico

Nuacutecleosy ceacutelulas no rotas

Mitocondriaslisosomas

y otras partiacuteculas

15 000 times grsquo10 minutos

Figura i Sstema general de obtencoacuten de los organelos celulares A partr de un homogenezado de ceacutelulas rotas por centrugacoacuten a derentes veloc-

dades y tempos se van obtenendo los dstntos organelos

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

7282019 Como Funciona La Celula

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 17: Como Funciona La Celula

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16

P

- S - ntilde M

ntilde - L -

E -

- - ntilde C - - - E - -

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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17

- -

bologiacutea celular fsologiacutea celular

C -

boquiacutemca E - - E -

L - ntilde -

E A - L C

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

7282019 Como Funciona La Celula

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 113135

112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 114135

Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 116135

115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 117135

116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 118135

117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 119135

118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 122135

121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 124135

123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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18

-

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

7282019 Como Funciona La Celula

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

7282019 Como Funciona La Celula

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

7282019 Como Funciona La Celula

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

7282019 Como Funciona La Celula

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

7282019 Como Funciona La Celula

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

7282019 Como Funciona La Celula

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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19

I L

De queacute estamos hechos

L - P

L

A - - E

A - H OH (-) azuacutecares ( as-sukar ) H 16

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

7282019 Como Funciona La Celula

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 127135

126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 134135

133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 21: Como Funciona La Celula

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20

18 liacutep-dos O

NH2 ( ) ntilde 20 proteiacutenas

Los azuacutecares almacenesde la energiacutea solar

L - D - ( ) -

C6H

12O

6+ O

2CO

2+ H

2O +

D ( - ) S - CO2 H2O L S - A -

E glucosa - - E -

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

7282019 Como Funciona La Celula

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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21

glucosa mdash - mdash

ructosa galactosa rbosa desoxrrbosa E - E moacutenos saacutek jaron

E ntilde - sacarosa E lactosa O malto-sa A -

( i1)S

( poly - ) almdoacuten glucoacutegeno - H - celulosa - ( i2)

L ntilde - E -

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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22

ntilde S - S

HO OH H

H HOH

H

CH2OH

CH2OH

HOH2C

H

O

O OH H H

HOOH

OH OH

H

H

CH2OH

O

OHO H

H H

H

H

CH2OH

OH OH

OH

H

H

CH2OH

O

OHO

H H H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH H

OHH

H

HOH

H

OH

Glucosa Fructosa

Glucosa

SACAROSA

LACTOSA

MALTOSA

Glucosa

Glucosa Galactosa

Figura i1 Los azuacutecares smples y los dsacaacuterdos Los monosacaacuterdos se pueden unr para ormar dsacaacuterdos como el azuacutecar comuacuten (sacarosa) o el

azuacutecar de la leche (lactosa)

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 24: Como Funciona La Celula

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23

- -

Las grasas

- - - L 16 18 -

7BCOacuteD

7c_beiW

7c_bef[Yj_dW

=BK9Oacute=DE

9BKBEI7

Figura i2 El almdoacuten el glucoacutegeno y la celulosa Mles de undades de glu-cosa se unen para ormar estos compuestos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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cesepC M 2005

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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24

CH3

CH2

CH2

(CH2)

n CH

2 COOH

E

E - i3

E - ()

E

E ( ) - i4

L -

ldquordquo L ldquordquo A - apolar polar - D ( i5)

H - - - ( i6)

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

7282019 Como Funciona La Celula

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

7282019 Como Funciona La Celula

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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Figura i3 Una grasa neutra Estaacute ormada por glcerol (tambeacuten conocdo como g peacuterdda de una moleacutecula de agua entre cada uno de los tres enlaces La derenca

por los tpos de aacutecdos grasos que ntervenen en su composcoacuten Las manteca

Aacutecido esteaacuterico

Aacutecido oleico

Glicerol

Aacutecido palmiacutetico

CH2 mdash Omdash

O

O

O

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH2 mdashOmdash

3H2

O( Condensacioacuten)

Grasa neutra

Cmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

CH mdash OmdashCmdash CH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH2mdashCH

Glicerol + Aacutecido esteaacuterico + Aacutecido oleico + Aacutecido

mdash

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

7282019 Como Funciona La Celula

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

7282019 Como Funciona La Celula

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

7282019 Como Funciona La Celula

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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cesepC M 2005

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 27: Como Funciona La Celula

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26

L E - -

Figura i4 Un osoliacutepdo es parecdo a una grasa neutra pero en su com- poscoacuten ntervenen ademaacutes de los aacutecdos grasos el aacutecdo osoacuterco (H

3 PO

4 ) y

otras sustancas como el nostol la colna u otras Tenen una parte llamada polar capaz de nteractuar con el agua y una ldquocolardquo rechazada por eacutesta quelos oblga a ormar una doble capa base de la estructura de las membranas

celulares

Figura i5 La organzacoacuten de los osoliacutepdos en las membranas Las ldquoca-bezasrdquo o porcones polares de los osoliacutepdos quedan en contacto con el agua y las porcones apolares rechazadas por ella orman una doble capa mper-

meable a un gran nuacutemero de sustancas

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilD+ +

E

Emiddot

9gt

9gt

9gt

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt)

E

lteiWj_Z_b[jWdebWc_dWlteiWj_Z_bYeb_dW

9WX[pWfebWh

9ebWWfebWh

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

9gtcedilEcedilFcedilEcedil9gtcedil9gtcedilDgt

E

Emiddot

9gtcedilEcedil9cedil9gtcedil9gt

E

gtE

gtE

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

7282019 Como Funciona La Celula

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

7282019 Como Funciona La Celula

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

7282019 Como Funciona La Celula

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 101135

Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 102135

101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

7282019 Como Funciona La Celula

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 106135

105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

7282019 Como Funciona La Celula

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 28: Como Funciona La Celula

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27

- E

P L

Las proteiacutenas

H 20 -

R CH COOH

NH2

P COOH - ( NH

2)

amnoaacutecdos E R 20 proteiacutenas E i7 - S -

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

7282019 Como Funciona La Celula

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

7282019 Como Funciona La Celula

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

7282019 Como Funciona La Celula

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

7282019 Como Funciona La Celula

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 96135

95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

7282019 Como Funciona La Celula

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

7282019 Como Funciona La Celula

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

7282019 Como Funciona La Celula

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

7282019 Como Funciona La Celula

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

7282019 Como Funciona La Celula

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

7282019 Como Funciona La Celula

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 29: Como Funciona La Celula

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Figura i6 El colesterol la cortsona el aacutecdo coacutelco y las vtamnas A E y D orma

9gt

gtE

9gt

9gt

9gt

9eb[ij[heb

IgraveY_ZeYb_Ye

L_jWc_dW

9gt

9gt

9gt

9gt

9EEgt

9gt

9gt

9gt

9gt9gt

9gt

9gt

gtE

gtE Egt

9gt

9gt 9gt 9gt

9gt

9gt

9gt

9gt

gtE

9gt

9gt

gtE

E

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

7282019 Como Funciona La Celula

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

7282019 Como Funciona La Celula

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

7282019 Como Funciona La Celula

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 30: Como Funciona La Celula

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29

Los aacutecidos nucleicos

E

ntilde - ( i8) L rbonucleoacutetdos desox-rrbonucleoacutetdos L

ADN aacutecdo desoxrrbonucleco -

Figura i7 La estructura de una proteiacutena Los amnoaacutecdos se unen entre siacute or-mando largas cadenas que dan como resultado estructuras muy ntrncadas que permten a las proteiacutenas desempentildear uncones de extraordnara complejdad

Las proteiacutenas son los elementos unconales por excelenca de las ceacutelulas

35 nm

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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30

( i9) ARN aacutecdo rbonucleco

E

E ADN -

-

L ADN E ADN - i10 L -

ldquordquo adenna guannactosna tmna sempre E - ADN -

L ADN - - ARN (ARN) transcrpcoacuten ADN ADN mdash mdash -

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

7282019 Como Funciona La Celula

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 120135

Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 130135

129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 131135

130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 134135

133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 32: Como Funciona La Celula

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31

E ARN -

Figura i8 Las bases puacutercas y las prmiacutedcas Eacutestas son las undades que or-man los aacutecdos nuclecos sguendo sempre un orden ben defndo

F_h_c_Z_dW

9_jei_dW7D7HD(eneWc_def_h_c_Z_dW

KhWY_be7HD(Z_enef_h_c_Z_dW

J_c_dW7D+c[j_bkhWY_be

=kWd_dW7D7HD(Wc_deenefkh_dW

7Z[d_dW7D7HDWc_defkh_dW

gtD

9gt

D

D

D

D

E

E

E

Dgt

Dgt

Dgt

gtD

Dgt

E

E

gtD

D

D

Fkh_dW

D

D

E

gtD

Dgt

D

Dgt

Dgt

DD

D

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 33135

Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 35135

Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 33: Como Funciona La Celula

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Figura i9 Los aacutecdos nuclecos son cadenas enormes de nucleoacutetdos que con-tenen ldquoescrtardquo en clave la normacoacuten para la siacutentess de las proteiacutenas Esta

normacoacuten en el caso del ADN se puede reproducr o duplcar cuando unaceacutelula se dvde para pasarla a las ceacutelulas hjas sn alteracoacuten

E

E

)frac14

+frac14

)frac14

)frac14

+frac14

)frac14

gt

gt

gt Egt

gtgtgt gt

gt

J_c_dW

7Z[d_dW

9_jei_dW

=kWd_dW

7Z[d_dW

J_c_dW

gt

gtE

Egt

EgtE

EF

E

F

gtE EF

gt

9gt 9gt

9gt+frac14

+frac14 +frac14E E7 J

)frac14

gt E

gtgt gt gt

EgtE

E

F

9gt +frac14E9

)frac14

gt E

gtgtgt gt

EgtE

E

Egt

F

9gt +frac14E7

E

)frac14

gt

gt gtgtgt

E =

7Z[d_dW7 J_c_dW J dbWY[i=kWd_dW= 9_jei_dW9

E

gtE EF

9gt+frac14

Egt

)frac14

gt

gt gtgtgt

E J

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

7282019 Como Funciona La Celula

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 34: Como Funciona La Celula

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33

Eacute - ntilde

Otros componentesde las ceacutelulas

F -

- ( ) - ( ) - ntilde

Las asociacionesde las moleacuteculas

V - - E - - -

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

7282019 Como Funciona La Celula

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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cesepC M 2005

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 35: Como Funciona La Celula

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Figura i10 Regla para la duplcacoacuten del ADN Sempre que el ADN se duplcase abrca una nueva moleacutecula tambeacuten de doble cadena en la que rente a unaadenna se coloca una tmna rente a una guanna una ctosna y vceversa

Para envar la normacoacuten al ctoplasma se utlzan moleacuteculas de ARN (aacutecdorbonucleco) que se abrcan medante una regla semejante

G

T A

C

G C

A

G

G C

GC

C

G

A T

A

A

AT

T A

T

A T

Cadena vieja

20 nm

Cadena vieja

Enlacesde hidroacutegeno

CitosinaGuanina

Adenina Timina

Cadena vieja Cadena vieja

Cadena nuevaCadena nueva

T

T

C

GC

G

G C

T

A C

G T

T A

C

G

G

C

T

A T

G

C

T

A

C G

A

C

G

A

T

G C

T

A

C

G

A

C G

G

C

T A

T

A T C

G

A

T C

G

C G

A

T

A

G

C

G

C

C

G C

G C

T

C

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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cesepC M 2005

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 36: Como Funciona La Celula

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35

O

organelos celulares F la ceacutelula

Las membranas celulares

L ( i4 i5) - S ( 21) - -

E - ntilde ntilde

A - E -

E i5 -

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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37

Los complejos

supramacromoleculares

A - -

N S - ( ) ntilde - - Eacute - -

Figura i11 Estructura ldquorealrdquo de una membrana boloacutegca En el esquema semuestra que dentro de la bcapa se hallan ncludas muchas proteiacutenas que son

las que le dan su capacdad unconal a la membrana

Fhej[dWi

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

7282019 Como Funciona La Celula

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

7282019 Como Funciona La Celula

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

7282019 Como Funciona La Celula

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

7282019 Como Funciona La Celula

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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38

ntilde 200 300 ntilde 50 000 60 000 A - - - E i12 -

Figura i12 Un complejo multenzmaacutetco llamado sntetasa de los aacutecdos grasos La agregacoacuten de varas enzmas dentro de un complejo supramacro-molecular otorga a eacuteste la capacdad de realzar una uncoacuten complcada en un

espaco relatvamente pequentildeo y sn posbldad de dspersoacuten de las moleacuteculas partcpantes

C o n d e n

s a c i oacute

n

Primera r ed u c c i oacute n

D e s h i d

r a t a c

i oacute n

S e g u n

d a

r e d u c c

i oacute n

I

II

II I

IV

V

VI

ACP

T r a n

s f e r e n c i a a l a s i n

t e t a s a

+

C H

2

O

S

C

R

C H 2

C H 2

C H 2

O C

R

S

O

CSCH

2

HOOC

H2O

CO2

C H

O H

O

C H

2

C H 2

C

R

S alonil-S-CoA

Sintetasab-cetoacil-ACP

I

II I

Reductasab-cetoacil-ACP

IV

Deshidratasab-hidroxiacil-ACP

Transferasamalonil-CoA

I IV

Reductasaenoil-ACP

VI

Transacetilasa

acetil-CoA-ACP

O

O

S

C

C

C H 2

C H 2

R

OCHOH

CH CH2

C R

S

Cadena angular de la ACP(proteiacutena transportadora de grupos acilo)4-fosfopanteteiacutena

202 nm

SH

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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39

ldquordquo

A - - -

rbosomas ARN ( ) - - L () ntilde - ntilde( i13) ldquordquo ADN ARN (ARN) E ARN ldquo rdquo E ARN - ( -) E

Figura i13 Un rbosoma complejo sstema supramacromolecular dondese lleva a cabo la siacutentess de las proteiacutenas en las ceacutelulas

I_j_efWhWbWYWZ[dWf[fjZ_YW

I_j_efWhW[b7HDZ[jhWdi[h[dY_W

7HDc[diW`[he

IkXkd_ZWZ]hWdZ[

IkXkd_ZWZf[gk[W

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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40

Eschercha col 27 A ARN

34 -ntilde 21 U -

Los virus

H - vrus E

- F

L - - A - E -

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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41

E i1 ntilde - C - L (sida) ARN ADN P - - 2 50 -

L - L

Cuadro i1 Caracteriacutestcas de algunos vrus Ademaacutes del aacutecdo nucleco

cada uno de ellos tene dstntas proteiacutenas seguacuten su tamantildeo

Peso molecular Aacutecdo Dmensones(megadaltones) nucleco (nanoacutemetros)

B

2 220 ADN 18

X174 6 ADN 6

V M 40 ARN 300

N 2 ARN 21

V

P 67 ARN 30

A 200 ADN 70

V 2 000 ADN 230

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

7282019 Como Funciona La Celula

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

7282019 Como Funciona La Celula

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7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

7282019 Como Funciona La Celula

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

7282019 Como Funciona La Celula

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

7282019 Como Funciona La Celula

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

7282019 Como Funciona La Celula

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

7282019 Como Funciona La Celula

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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42

i1 - - -

P ( i14) - C ntilde- -

E

E

Figura i14 Mcrograiacutea de un adenovrus El contendo del vrus estaacute recu-berto por una envoltura (E)

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

7282019 Como Funciona La Celula

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

7282019 Como Funciona La Celula

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

7282019 Como Funciona La Celula

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

7282019 Como Funciona La Celula

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

7282019 Como Funciona La Celula

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

7282019 Como Funciona La Celula

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 45: Como Funciona La Celula

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44

Los organelos celulares

E i15

- D xix - -

L - i15 N

E iii

- - L -

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 46: Como Funciona La Celula

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45

II E

E - - C

S - -

El metabolismo proporciona materiales y energiacutea

L - -

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

7282019 Como Funciona La Celula

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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46

A ldquo-rdquo CO

2 H

2O

S

A -

E

A -

Coacutemo tomamoslos materiales del exterior

C

L - - E - ( i) - ( ii1) A () Eacute - - -

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

7282019 Como Funciona La Celula

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

7282019 Como Funciona La Celula

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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47

L A -

Anabolismo y catabolismo(construccioacuten y destruccioacuten de moleacuteculas)

U ( μακρο makroacutes -) -

Figura ii1 Dgestoacuten y absorcoacuten

=IJOacuteD

9WhXe^_ZhWjei =hWiWi Fhej[dWi

CedeiWY|h_Zei]bkYeiW

IgraveY_Zei]hWieio]b_Y[heb

7c_de|Y_Zei

FWh[Z_dj[ij_dWb

78IEH9OacuteD

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 120135

Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 49: Como Funciona La Celula

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48

E

mdash mdash ( ) - E - - -

S - - -

L ii2

ntilde CO

2 H

2O -

(NH3) D

anabolsmo -ntilde catabolsmo ntilde

Metabolismo energiacutea y vida

U ntilde mdash mdash - (AP) A -

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 50: Como Funciona La Celula

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49

P ntilde AP - NADH NADPH - E ntilde - -

Figura ii2 Esquema del metabolsmo y sus componentes el anabolsmo y el catabolsmo Hay undades para las grasas los azuacutecares y las proteiacutenas que

pueden ormar macromoleacuteculas o pueden de gradarse hasta CO2 H 2O y NH 3 prncpalmente Ademaacutes durante el catabolsmo la energiacutea de los enlaces delas moleacuteculas se transorma en parte en calor y en parte en otras ormas la de

los enlaces del ATP (veacutease el capiacutetulo iii) o la de los aceptores de hdroacutegenos

0 - 4 0

$ 5 0- 4 0

7JF

7JF

9Wbeh

7JF

BDSPNPMIumlDVMBT

=bkY][de 7bc_Zd Fhej[dWi Bf_Zei

PMIumlDVMBTVOJUBSJBT

=bkYeiW 7c_de|Y_Zei IgraveY_Zei]hWiei

9E gtE Dgt

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

7282019 Como Funciona La Celula

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

7282019 Como Funciona La Celula

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

7282019 Como Funciona La Celula

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

7282019 Como Funciona La Celula

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

7282019 Como Funciona La Celula

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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cesepC M 2005

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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50

S AP P

Las viacuteas metaboacutelicasy las enzimas

O -

L mdash - mdash A - -

( ) - C P - E

L ii3 - - sustrato productos E coenzmas -

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

7282019 Como Funciona La Celula

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

7282019 Como Funciona La Celula

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

7282019 Como Funciona La Celula

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 52: Como Funciona La Celula

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51

Las coenzimaslas vitaminas y el metabolismo

E - mdash mdash - ntilde - A ntilde

Ncotnamda E - E (NAD) - (NADP) S - - AP A

Figura ii3 Los componentes de un sstema enzmaacutetco la enzma el o los sus-tratos y el o los productos

DPC7

H799OacuteD

7fe[dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW D7 BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

gtebe[dp_cW9e[dp_cW

+

+

dp_cW

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiWD7

BWYjWje

IkijhWje

BWYjWjeZ[i^_Zhe][dWiW+D7+gt+F_hklWje

FheZkYjei

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 53: Como Funciona La Celula

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52

S iii

Rboavna E E -

Aacutecdo pantoteacutenco E A mdash mdash - - - A

Tamna E -

(COOH) L

Prdoxna I -

Eacute E - E - D -

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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cesepC M 2005

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 54: Como Funciona La Celula

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53

- A NAD - K

Las principalestransormaciones de los azuacutecares

C -

N - mdash -

-mdash i

Los almacenes de azuacutecar

C L ii4 - E - P ii4

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 55: Como Funciona La Celula

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54

D - L -

E - -

Figura ii4 El almacenamento de la glucosa En los anmales se polmerza para ormar glucoacutegeno que es su prncpal orma de almacenamento y en losvegetales orma almdoacuten Ambas ormas pueden luego degradarse para otra vez

producr glucosa que los seres vvos pueden aprovechar

=bkY][de]bkYeiW

O=bkY][de]bkYeiW

O

KF=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

=bkYeiW=bkYeiW

=bkYeiWeiWje

KJF

FFJ

FJ

gtE

FJ

KF(F_

7F

7JF

C [ c

X h W d W

Y [

b k

b W h

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

7282019 Como Funciona La Celula

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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55

La glucoacutelss

E -

- L ii5 - ( ) ( )

E - -

S

a) L - N

G L

C6H

12O

62CH

3CH COOH

OH

b) E AP (P

) ADP

AP E - AP ADP

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

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Igt9e7

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7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

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b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

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Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

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9gt

cedil9gt

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cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

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E

3

Egt cedil

cedil

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9gt

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cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

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D7

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7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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Figura ii5 Esquema general de la glucoacutelss

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

7282019 Como Funciona La Celula

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

7282019 Como Funciona La Celula

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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57

c) A AP ntilde

-

d) O - K

CO2 E - - mdash mdash AP P -

e) P E -

La degradacioacuten de las grasas

C i - L - L - 16 18 - CA

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 59: Como Funciona La Celula

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58

L A ( ii6) - - ( ) A S A E ii7 - - A - CA E

N

N

N

N

N

N

N

N

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

Ondash

O

OH

H H

NH2

HH

O

O

O

ndashO mdash P mdash Ondash

OH

H H

NH2

HH

Acetato

O

S mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H3C mdash C mdash

CH3

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3H H O H H O H H O O mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash

H

mdash

H

mdash

= =

mdashO

= mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

Smdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash N mdash C mdash C mdash C mdash C mdash O mdash P mdash O mdash P mdash O mdash CH2

H mdash

CH3

H3C mdashC

H H H H H H OH Ondash Ondash

CH3

H H O H H O H H O O

mdash mdash = mdash mdash = mdash mdash mdash = =

mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash mdash

H2O

Coenzima AAcetil

Figura ii6 La coenzma A y la acetl CoA

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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59

a) E P 18 16

14 CA

b) E c) E -

mdash FAD NAD FADH

2 NADHmdash -

APd) D

CA CO

2

e) C A - - ntilde E ( i12)

Las transormaciones de las proteiacutenas

D iii - P

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

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Igt9e7

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7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

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b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

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cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

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cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

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9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

7282019 Como Funciona La Celula

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 61: Como Funciona La Celula

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Figura ii7 La beta oxdacoacuten de un aacutecdo graso

IgraveY_Ze]hWie9e[dp_cW7

lt7

lt7gt

lt7

lt7gt

D7

D7gtgt

gtE

gtE

Igt9e7

Igt9e7

7Y_b9e79ij[Whe_b9e7

de_b9e7EYjWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_[ij[Whe_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[je[ij[Whe_b9e7

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9Igt9e7

E

Eo

3 cedil

7JF

7CFFF_

gt cedil

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gtcedil9gt

cedil939cedil9cedilI9e7

Egt3

Egt cedil

cedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

Egt3

9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil939cedil9cedilI9e7

E 3

gt cedil

cedilgt

9gtcedil9gt

cedil9cedil9gt

cedil9cedilI9e7

E

3

Egt cedil

cedil

gt

9gt

cedil9gt

cedil9cedil9gtcedil9cedilI9e7

E 3

E 3

9gtcedil9gtcedil9cedilI9e79gtcedil9cedilI9e7

E

3

E

3

D7

D7gtgt

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9FWbc_je_b9e7

de_b9e7gt[nWZ[YWde_b9e7

bgt_Zhen_WY_b9e7bgt_Zhen_fWbc_je_b9e7

b9[jeWY_b9e7b9[jefWbc_je_b9e7

7Y_b9e797Y[j_b9e7(9BWkh_b9e7

7Y[j_b9e7(9

7Y[j_b9e7(9

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

7282019 Como Funciona La Celula

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

7282019 Como Funciona La Celula

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

7282019 Como Funciona La Celula

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

7282019 Como Funciona La Celula

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 62: Como Funciona La Celula

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Figura ii8 La transamnacoacuten Un cetoaacutecdo recbe el grupo amiacutenco dse converte en cetoaacutecdo

9EEgt

H

9EEgt93ltE

H(

JhWdiWc_dWiW

9EEgt93E

H

9EEgt

9gt)

9EEgt

93E

9gt(

9gt(

9EEgt

9EEgt

93E

9gt)

gt(Dcedil9gt cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

cedil

gt(Dcedil9gt

C97DICE=DH7B

JH7 DIC D7 I7 =BKJIgrave C9EFHOumlL 97

7bWd_dW IgraveY_ZeWY[je]bkj|h_Ye IgraveY_Zef_hl

+

+

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 63: Como Funciona La Celula

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62

E -

E -

( C O) 2 ( NH

2)

C ii8 ( ) () () (-) E

- -

P (NH

3)

E - -

E K E - - ( ii9)

O D-

Figura ii9 La desamnacoacuten Los amnoaacutecdos tambeacuten pueden perder su gru- po amiacutenco y convertrse en cetoaacutecdos

R mdash C R mdash C mdash COOOH + NHR mdash CH mdash COOHD-aminoaacutecido

oxidasaD-aminoaacutecido COOH Cetoaacutecido

NH2

FADH2FADNH O

O2H2O2

H2O

=

=

mdash

mdash

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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63

E -

CO2

NH2

CO2

+ 2NH3

C O

NH2

F - -

El ciclo de los aacutecidostricarboxiacutelicos

Y - mdash mdash CA Eacute

E ii10 - CA ntilde

a) S b)

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

7282019 Como Funciona La Celula

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

7282019 Como Funciona La Celula

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

7282019 Como Funciona La Celula

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

7282019 Como Funciona La Celula

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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64

CAc) E -

CO2d) E - APe) M - E

A - AP D - AP

-

Unas viacuteas estaacuten conectadas con otras

D ntilde - A - P - ntilde- I - -

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 66: Como Funciona La Celula

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65

E - ntilde

U E ( ) E -

HS-CoA

CO2

2H

H2O

H2O

HS-CoA

GDP + PI

GTP

CO2

2H NADH

2H NADH

2H NADH

FADH2

CH2 mdash COOH

Ciacutetrico

CH2 mdash COOH

HO mdash C mdash COOH mdash

Isociacutetrico

CH2 mdash COOH

CH mdash COOH mdash

mdash

HOmdashCH mdash COOH

a-cetoglutaacuterico

mdash

mdash

O= C mdash COOH

CH2

CH2mdashCOOH

Succiacutenico

CH2mdashCOOH

CH2mdashCOOH

mdash

Succinil CoA

CH2 mdash CO mdash COH

CH2mdashCOOH

Fumaacuterico

CH mdash COOH =

Maacutelico

HO mdash CH mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

Oxalacetato

O= C mdash COOH

CH2mdashCOOH mdash

HOOCmdashCH

Acetil CoACoenzima A

HS-CoA

CH3 mdash C mdash S mdash CoA

O mdash

mdash

Figura ii10 El cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos Esta espece de molno me-taboacutelco produce hdroacutegenos (una mportante uente de energiacutea para la siacutentess

de ATP) que van a la cadena de transporte de electrones de las ceacutelulas y pro-duce tambeacuten CO2 a partr de muchas moleacuteculas que provenen de derentes

partes del metabolsmo

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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67

- ADP Eacute -

- CA -

P -

E mdash - mdash

-

L ntilde S -

L - - E D - O -

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

7282019 Como Funciona La Celula

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

7282019 Como Funciona La Celula

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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cesepC M 2005

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7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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68

ADN -

P

- ntilde - P mdash - ( -)mdash

Eacute

Variaciones de las viacuteas

D

- M- - APS - xix B L - - - ii11

L -

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

7282019 Como Funciona La Celula

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

7282019 Como Funciona La Celula

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

7282019 Como Funciona La Celula

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

7282019 Como Funciona La Celula

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

7282019 Como Funciona La Celula

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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69

A

- O - CO

2 -

ntilde -

E

A - GM O

2 Etanol COOH

CH mdash OH

CH3

2 moleacuteculas de piruvato

Una moleacuteculas de glucosa

2CO22NAD + 2NADH

2 NADH

2 NAD

2 Acetaldehiacutedo

CH3Cmdash

= mdash

mdash O

H

CH3 mdash CH2 mdash OH

Figura ii11 La ermentacoacuten como una varante de la glucoacutelss

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

7282019 Como Funciona La Celula

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

7282019 Como Funciona La Celula

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

7282019 Como Funciona La Celula

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

7282019 Como Funciona La Celula

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

7282019 Como Funciona La Celula

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

7282019 Como Funciona La Celula

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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cesepC M 2005

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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70

E -

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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71

III L

A - - E

D E -

La pared celulary la proteccioacuten de las ceacutelulas

L - - S ( ) - -

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 73: Como Funciona La Celula

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72

L iii1 -

L -

- - H - -

S - S P

E E - 15 20 N - P - S - ()

L - N -

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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73

- L - E

La membrana celular

C - -

Figura iii1 La pared celular del quste de una amba Una resstente mallade fbras de azuacutecares polmerzados protege a estas y muchas otras ceacutelulas del

dantildeo que un ambente adverso les puede causar

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 75: Como Funciona La Celula

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74

E ( -) -

E 18 Las membranas de las ceacutelulas

L

- - H

ntilde - - ntilde mdash mdash P E - - E - transporte

E - P - -

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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75

sstema de transporte acarreador poro E

ntilde

E E

- L - -

E dusoacuten acltada

O - - (K+) D - E - - AP () A translocadores prmaros

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 77: Como Funciona La Celula

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76

iii2

E Las membranas de las ceacutelulas

-

A - Q -

- ntilde - - U - -

A - - E ntilde ntilde D - E

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 102135

101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 78: Como Funciona La Celula

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77

E - I -

A - - -

Membr ana c elul ar

Interior de la ceacutelula

Figura iii2 Un translocador o acarreador smple soacutelo reconoce a las moleacutecu-las que ha de dejar pasar y les permte el paso a traveacutes de la membrana Untranslocador prmaro necesta de una uente de energiacutea que puede ser el ATP o la dervada del transporte de los electrones Otros acarreadores solamente

son verdaderos poros que sn embargo pueden dstngur entre unas sustan-cas y otras

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 79: Como Funciona La Celula

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78

E agoctoss endo-

ctoss exoctoss - - ( iii3) E

E - - C - -

P - - - L - -

Los organelos celulares

B - - D -

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

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cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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79

P - -

E - L - -

1 La amiba comienzaa englobar unapartiacutecula pequentildea

2 La partiacutecula animalqueda contenida enuna vacuola digestiva

3 Las enzimas pasan delcitoplasma al interior dela vacuola

6 La vacuola toca lamembrana celular se

rompe y expele losmateriales noaprovechables

6 Los materiales nodigeribles permanecen enla vacuola que se vuelvemaacutes pequentildea

4 Las enzimas desintegran elmaterial y las moleacuteculaspequentildeas que resultan dela digestioacuten pasan alcitoplasma

Figura iii3 La agoctoss La ceacutelula engulle alguna partiacutecula y luego la d- gere en el nteror de las vacuolas dgestvas que se orman

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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80

El retiacuteculo endoplaacutesmico

E - ( ldquo rdquo)

- E - retiacuteculo endoplaacutesmco lso rugoso A -

D - mdash - mdash - E E iii4 S - E

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 82: Como Funciona La Celula

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81

S

- - - ldquordquo ntilde E mdash

mdash L - - -

E mdash mdash L E iii5 - E ntilde -

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 134135

133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 83: Como Funciona La Celula

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Figura iii4 El retiacuteculo endoplaacutesmco y sus dos varedades ) el rugoso cuyoaspecto se debe a que tene los rbosomas y ) el lso Ambos sn embargo te-

nen otras uncones

Membranaembrana

del RER 6-7nmel RER 6-7nm

Membrana

del RER 6-7nm

a)

b)

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 84: Como Funciona La Celula

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83

U D 1( 14)

105 000 C - - G -

El aparato de Golgi

L iii6 ( ntilde ) - -

Figura iii5 La dsposcoacuten del retiacuteculo sacroplaacutesmco en el muacutesculo

Miofibrillas

Tuacutebulo transversal

Tuacutebulo transversal

Cisterna transversal

Cisterna terminal

R e

t iacute c ul o s a r c o pl aacute s mi c o

Sarcoacutemetro

Cisterna terminal

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 85: Como Funciona La Celula

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84

E

G - -ntilde E - -

A G -

U - -

Figura iii6 El aparato de Golg y su uncoacuten secretora En eacutel se orman pe-quentildeas vesiacuteculas que son envadas haca uera de la ceacutelula o a otros organelos

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 86: Como Funciona La Celula

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85

Las mitocondriasy la energiacutea celular

L L -

AP osorlacoacuten oxdatva - -

L iii7 S

externa nterna L crestas mto-condrales E matrz mtocondral L - - mdash -mdash E cadena respratora cadena de transporte de electrones - -

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 87: Como Funciona La Celula

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86

L AP cclo de los aacutecdos trcarboxiacutelcos - ii cclo de Krebs -

Crestas

Espacio intermembranal

Matriz

Membrana externa Membrana interna

Figura iii7 Estructura de una mtocondra y mcrograiacutea de un conjunto deellas Estos organelos estaacuten ormados por dos membranas la nterna que seencuentra plegada sobre siacute msma es el sto donde se realza la osorlacoacuten

oxdatva

Cresta conresta con

heacuteliceseacutelices

Cresta con

heacutelices

DNA mitocondrialNA mitocondrial

DNA mitocondrial

Membrana internaembrana interna

Membrana interna

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

MB lisosB lisos

MB lisos MM

RERER

RER

RELEL

REL

RERER

RER

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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87

A K - CO

2

P AP

a) D K ( ) -

- L ldquordquo (- H+) - - ( iii8) D -

mdash mdash -

b) L iii8 - (ADP) AP

P - L - E -

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88

-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

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Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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-

E - AP D ldquo rdquo

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

2H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

O2

H+

+ minusH+

2 electrones

2H (NADH)

ATP

ADP + Pi

Figura iii8 El mecansmo de la siacutentess del ATP A partr de la energiacutea gene-rada por el transporte y ulteror combnacoacuten con el oxiacutegeno de los aacutetomosde hdroacutegeno provenentes del metabolsmo se orma una derenca de con-

centracoacuten de hdrogenones entre el nteror y el exteror de la mtocondraLa energiacutea con que eacutestos tenden a regresar al nteror es utlzada por unaenzma llamada ATP sntetasa para producr el ATP a partr de sus compo-

nentes el ADP y el osato

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A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

7282019 Como Funciona La Celula

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 95135

Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

7282019 Como Funciona La Celula

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

7282019 Como Funciona La Celula

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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89

A C

ADP AP -

C - U - ( - ii) 16 18 A ( ) D -

- K

Los cloroplastos

L - - P S P -

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 91: Como Funciona La Celula

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90

L L iii9 -

C - tlacodes - E -

AP NADPH ( ) - - - E

NADH NADPH - - AP E AP

A ( iii10)

a) L ( - ) -

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 92: Como Funciona La Celula

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91

E centro de reaccoacuten ldquordquo

b) U otosstema ii ( -

Vacuolaacuola

Vacuola

Estromastroma

Estroma

Membrana externaembrana externa

Membrana externa

Plasmadesmatalasmadesmata

Plasmadesmata

Tilacoidesilacoides

Tilacoides

P a r e d c e l u l a r

Pared celular

P a r e d c e l u l a r Lamcila mediaamcila media

Lamcila media

Granarana

Grana

Membranainterna

Membranaexterna

Espaciointermembranal

Espacio del tilacoide

Grano Estrano

Figura iii9 Estructura general y mcrograiacutea de un cloroplasto

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 93: Como Funciona La Celula

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92

)

- AP - ADP AP

c) E

AP otosstema i - NAD NADPH - -

d) U AP ( NADPH) ntilde iii10 - cclode Calvn M C A 5- AP NADPH CO

2

6- E - ()

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

7282019 Como Funciona La Celula

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

7282019 Como Funciona La Celula

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

7282019 Como Funciona La Celula

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 134135

133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 95: Como Funciona La Celula

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Figura iii10 Esquema de la otosiacutentess Con la energiacutea de la luz se producenel ATP (en el otosstema ii) y el NADPH (en el otosstema i) En la parteneror se muestra coacutemo es que con el ATP y el NADPH que se producenen la otosiacutentess se ncorporan luego los aacutetomos de CO

2

a un azuacutecar Losmonosacaacuterdos como la glucosa se pueden unr luego para ormar almdoacuten u

otros azuacutecares como la sacarosa en la cantildea de azuacutecar

ATP

NADPH

O

NDP + Pi

Plastoquinona

Citocromo b

Citocromo f

plastociamina

FRS

Ferredoxina

Fotoacuten

Fotoacuten

2ATP

H2O

CO2

ATP

Fotosistema II

Fotosistema II

+ 2H3 + 2LCO2

Ribulosa 15 Difosfato

Fructosa 6P

6C

Ribulosa 5P

5C

1 3 Difosfoglicerato

3C

Gliceraldehiacutedo 3P

3C

3-P-Glicerato

3C

2NADPH

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 117135

116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 118135

117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 119135

118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 120135

Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 122135

121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 123135

122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

7282019 Como Funciona La Celula

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

7282019 Como Funciona La Celula

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 132135

131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 96: Como Funciona La Celula

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95

iii11) L ntilde () -

- L ntilde

-

L ntilde - -

A - -

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuola ldquonacienterdquoacuola ldquonacienterdquo

Vacuola ldquonacienterdquo

Amilo-milo-plastolasto

Vacuolaacuola

Vacuola

Vacuolasacuolas

Vacuolas

Mitocondriaitocondria

Cloroplastosloroplastos

Cloroplastos

P a r e d

c e l u l

a r

Pared celula

r

P a r e d

c e l u l

a r

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

PiGMiGM

PIGM

Mitocondria

Amilo-plasto

Figura iii11 Mcrograiacutea de un tejdo vegetal en el que se aprecanlas vacuolas

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 97: Como Funciona La Celula

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96

L

- -

Los lisosomas

L -

ntilde - E iii12 - - L

C - (- ) - Eacute

E -

O - D -

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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97

ntilde ( )

Los centriolos

L ntilde - E - D -

E - -

Lisosomano retado

Lisosomano retado

M

M

Lisosomacuerpo residual

Lisosomacuerpo residual

Lisosomano retadoo primario

Lisosomano retadoo primario

Figura iii12 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que pueden aprecarselos lsosomas

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E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 120135

Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 124135

123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

7282019 Como Funciona La Celula

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 132135

131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 99: Como Funciona La Celula

7282019 Como Funciona La Celula

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98

E iii13 -

Los microtuacutebulosy los microilamentos

E - -

S L ( iii14a) - -

L - D -

L - E L - AP E iii14b -

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99

N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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N ntilde -

- -

N - A - S -

El nuacutecleo

E

Centrioloentriolo

Nuacutecleouacutecleo

Nuacutecleo

Centriolo

Figura iii13 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ven los centrolos

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 103135

102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

7282019 Como Funciona La Celula

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 108135

107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 117135

116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 101: Como Funciona La Celula

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Figura iii14 ) Mcrograiacutea de un mcrotuacutebulo de un protozoaro y ) de unmcroflamento de una ceacutelula nervosa

Microtuacutebulos

BothriocephalusAchegiloenatii

Microtuacutebulos

Bothriocephalus Achegiloenatii

a)

Neuroflamentoseuroflamentosen axoacuten de neurona SNCn axoacuten de neurona SNC

Neuroflamentosen axoacuten de neurona SNC

MielinaMielina

b)

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

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Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

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a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 130135

129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 131135

130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 133135

132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 134135

133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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101

- ( iii15) E -

- -

E -

ADN - ADN ARN -

MER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Graacutenulo decromatina

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

RL

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas Canaliacuteculo

b iliar

MRER

Glucoacutegeno

Lisosomas

M

M

M UnionesintercelularesDesmosoma

Polisomas

Nuacutecleo decera abierta

Poros nucleares

R L

Heterocromatina

Eurocromatina

M

M

Polisomas C a n

a l iacute c u l o

b i l i a

r

Graacutenulo decromatina

Figura iii15 Mcrograiacutea de una ceacutelula en la que se ve claramente el nuacutecleo

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102

ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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ADN E cromoso-mas ldquordquo

A - -

E -

S ADN ldquordquo ldquordquo ARN -

- Eacute

La divisioacuten celular

L - A - A duplca-coacuten ADN deacutentcas ADN - - -

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ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

7282019 Como Funciona La Celula

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 121135

Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 122135

121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 123135

122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 124135

123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

7282019 Como Funciona La Celula

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7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 127135

126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 128135

127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 129135

128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 130135

129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 131135

130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 132135

131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 133135

132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 134135

133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 104: Como Funciona La Celula

7282019 Como Funciona La Celula

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103

ldquordquo E -

L -

C

iii16 proase -

E metaase - placa ecuatoral

E anaase - centrolos - E -

P teloase -

E -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 105135

Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

7282019 Como Funciona La Celula

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 107135

106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 108135

107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 109135

M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 110135

109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

7282019 Como Funciona La Celula

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 113135

112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 114135

Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 115135

114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 116135

115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

7282019 Como Funciona La Celula

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 118135

117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

7282019 Como Funciona La Celula

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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7282019 Como Funciona La Celula

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

7282019 Como Funciona La Celula

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

7282019 Como Funciona La Celula

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

7282019 Como Funciona La Celula

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

7282019 Como Funciona La Celula

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

7282019 Como Funciona La Celula

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 105: Como Funciona La Celula

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Figura iii16 Esquema de la dvsoacuten celular y de sus ases

a) Interfase b) Profase

c) Metafase d) Anafase

e) Telofase b) Interfase

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

7282019 Como Funciona La Celula

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

7282019 Como Funciona La Celula

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 123135

122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 125135

124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 127135

126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

7282019 Como Funciona La Celula

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 129135

128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 130135

129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

7282019 Como Funciona La Celula

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

7282019 Como Funciona La Celula

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 133135

132

ntilde - ntilde P

- ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 106: Como Funciona La Celula

7282019 Como Funciona La Celula

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105

La siacutentesis de las proteiacutenas

E

E - ADN - duplcacoacuten E - transcrpcoacuten ADN

ARN - L ARN traduccoacuten P ADN

( iii17) - nduc-coacuten represoacuten

P ldquordquo iii17 A - ADN ARN mensajero (ARN) P ARN - E ntilde

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

7282019 Como Funciona La Celula

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 110135

109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

7282019 Como Funciona La Celula

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 113135

112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 115135

114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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106

H ARN rbosomal (ARN) ARN detranserenca (ARN) ARN

La dierenciacioacuten celular

F - - S

Mecanismos de

regulacioacuten del

uso de la

informacioacuten

geneacutetica

ADN

ADN

ARN de

transferencia

Funcionescelulares

Proteiacutenas

Traduccioacuten

ARN

ribosomal

ARNmensajero

Transcripcioacuten

Duplicacioacuten

Figura iii17 Esquema que muestra coacutemo se sntetzan las proteiacutenas y otrascapacdades como la duplcacoacuten del ADN El esquema y la nomenclaturacomparan la siacutentess de una proteiacutena con el proceso de descrar un mensaje

que ademaacutes tene la capacdad de duplcarse

7282019 Como Funciona La Celula

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107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

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L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 121135

Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 122135

121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 123135

122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 124135

123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 125135

124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 126135

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 127135

126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 128135

127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 129135

128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 130135

129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 131135

130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 132135

131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 133135

132

ntilde - ntilde P

- ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 134135

133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 108: Como Funciona La Celula

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 108135

107

S

El nucleacuteolo

D - A - ARN ARN -

ntilde

El citosol

E -

- E - P

E E - -

C - mdash - mdash -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 109135

M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 110135

109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 112135

111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 113135

112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 114135

Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 115135

114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 116135

115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

7282019 Como Funciona La Celula

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 118135

117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

7282019 Como Funciona La Celula

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

7282019 Como Funciona La Celula

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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M e m b

r a n

a

Ribosoma(siacutentesis de proteiacutenas)

Aminoaacutecido(AA)

AMP-AA

ATP

RNAtmdashAA

RNA4

Glucoacutegeno

Glucosa

PiruvatoSiacutentesis de aacutecidos grasos

Acetil CoA

MitocondriaProteiacutenas

Aminoaacutecido

G l u c o n e o g eacute

n e s i s

Nuacutecleo

Figura iii18 Esquema de algunas de las viacuteas metaboacutelcas que exsten en el ctosol

7282019 Como Funciona La Celula

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109

L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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110

IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

7282019 Como Funciona La Celula

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 128135

127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 129135

128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 130135

129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 131135

130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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L (-)

L Eacute iii18

N ntilde mdash

ntilde mdash - ntilde -

N - ntilde

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IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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111

Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

7282019 Como Funciona La Celula

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- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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ntilde - ntilde P

- ntilde

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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IV L

E - -

D -

ldquordquo S -

L - A - -

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Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

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Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

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M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

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Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

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ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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ntilde - ntilde P

- ntilde

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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Los organismos procariontes

D

( i) - U -

U - mdash mdash ADN

P

L - ntilde U - - -

E - - A

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

7282019 Como Funciona La Celula

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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112

Los eucariontes

L -

S - H ntilde -

Los organismos unicelulares

C - V -

L -

( iv1) Saccharomyces S N - A - - E -

C ntilde

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

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114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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Figura iv1 Mcrograiacutea electroacutenca de una levadura

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 115135

114

L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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115

S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 130135

129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 131135

130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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L - L -

A

C ii -

C6H

12O

62CH

3CH

2OH + 2CO

2

E

M uuml E - - mdash ntilde - mdash ( ) 40 - D ntilde 40

L ( ) - ntilde

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S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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116

S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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S xix TSw A N

- - J L H L P S

mdash mdash - S - -

H xix E B -

A ( Ϛύμη zyme ένen-) E - E boquiacutemca

M - - K N - G M H- botecnologiacutea

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S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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ntilde - ntilde P

- ntilde

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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S

G - E

Y -

E -

H E M- D -

O -

P - ntilde E - - - ntilde - P -

L -

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D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 125135

124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 126135

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 127135

126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 128135

127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 130135

129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 131135

130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 132135

131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 118: Como Funciona La Celula

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117

D ntilde -

Las ambas Eacute ntilde

Los plasmodos S - -

Eacute

Los trpanosomas S -ntilde Aacute C A

Los organismos pluricelulares

F - - derencacoacuten E ADN E - - -

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118

Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 120135

Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

7282019 Como Funciona La Celula

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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Una ceacutelula muscular

E iv2

- A - - E

ntilde O - - - ( iii5)R

A - - - -

E iv3 - I A - I A I

C -

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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127

Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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128

mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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129

Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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Figura iv2 Mcrograiacutea electroacutenca de una fbra muscular en la que se apre-can en un corte los mcroflamentos que son en uacuteltma nstanca los elemen-

tos contraacutectles del muacutesculo ) Corte longtudnal ) corte transversal

Triadariada

Cisternas de retiacuteculoisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda Aanda A

Sarcomeraarcomera

Ribosomasibosomas

Muacutesculo estriadouacutesculo estriado

Triada

Cisternas de retiacuteculo

M M

A

Banda A

Sarcomera

Ribosomas

Muacutesculo estriado

Banda ldquoHrdquoanda ldquoHrdquo

Banda ldquoHrdquo

a)

Retiacuteculo sarcoplaacutesmicoetiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriadouacutesculo estriadoElementos gruesoslementos gruesos

y delgadosdelgados

Hexaacutegono deexaacutegono deactiva rodeandoctiva rodeando

amiosinamiosina

Retiacuteculo sarcoplaacutesmico

M

M

Muacutesculo estriado

Miofbrillaiofbrilla

Miofbrilla

Hexaacutegono deactiva rodeando

amiosina

Elementos gruesosy delgados

b)

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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132

ntilde - ntilde P

- ntilde

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133

BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 121: Como Funciona La Celula

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Eje de contraccioacuten

Muacutesculo

Miofibrilla

HZona

ZLiacutenea

ABanda

IBanda

Sarcoacutemero

Banda A Banda I Banda A Banda ABanda I

Z M M MZ Z Z

Zona H Filamento

grueso

Filamento

delgado

(activo)

Seccioacuten transversal Seccioacuten transversal

La fecha dada

en puntos muestra

la ubicacioacuten de secciones

transversales

M

Figura iv3 Representacoacuten de las undades unconales de una fbra muscu-lar donde se muestra maacutes claramente su unconamento

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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122

E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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123

Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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124

L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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126

- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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ntilde - ntilde P

- ntilde

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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121

actomosna E - AP ADP D

iv4 S AP ( AP ) AP -

S - -

R ntilde -

C iii5 -

Figura iv4 El mecansmo de la contraccoacuten de una fbra muscular

Z Z Z

Z Z Z

Z Z Z

ATPTP

ATPTP+Pii

A A

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E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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mdash - mdash -

E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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130

E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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131

E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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ntilde - ntilde P

- ntilde

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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E - (C2+)

E L AP -

E - - A - AP

M

( AP) P - -ntilde ntilde E - mdash mdash - E -

A -

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Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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ntilde - ntilde P

- ntilde

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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Las ceacutelulas nerviosas

S

- L - -

L iv5

L - -

Figura iv5 Representacoacuten de una neurona

Dendritas

Cuerpo

Axoacuten

Terminal

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L - mdash

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L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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E - -

E mdash - mdash -

( iv8 A - - - E

D - - - - -

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Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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ntilde - ntilde P

- ntilde

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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L - mdash

mdash - L - -

L S - () - 90 ( 01 ) L iv6

- (N+) (K+) AP AP ADP - - - L

A ( iv6) E U

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- E - ntilde

- - E iv7 -

C ntilde iv7 -

-

Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

Figura iv7 La transmsoacuten snaacuteptca

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Eacute

ldquordquo

E C2+ L -

- L C2+ -

Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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( iv8 A - - - E

D - - - - -

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Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

P - ( iv9) Eacute - ntilde -

Figura iv8 Un otorreceptor de la retna La luz es capaz de actuar sobre el retnal parte de la proteiacutena rodopsna y dar lugar al cerre de los canales desodo de estas ceacutelulas Este cambo del potencal de la membrana que se pro-

duce se transmte luego haca el cerebro como un mpulso nervoso

Discos receptores de la luz

Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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E -

ntilde O - E -ntilde L

Otras ceacutelulas

L ntilde U -

- ntilde ntilde - E - - U -

A ntilde - - N ntilde

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

7282019 Como Funciona La Celula

httpslidepdfcomreaderfullcomo-funciona-la-celula 135135

La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

Page 126: Como Funciona La Celula

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- E - ntilde

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C ntilde iv7 -

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Receptores

Liberacioacuten

Recaptura

Captura y destruccioacuten

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Eacute

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E C2+ L -

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Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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Una ceacutelula adiposaiquestuna ceacutelula loja

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Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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E -

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Otras ceacutelulas

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

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Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

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Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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E C2+ L -

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Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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E - Eacute

Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

L -

Figura iv9 Una ceacutelula adposa

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Otras ceacutelulas

L ntilde U -

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

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de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

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la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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Las ceacutelulas sensoriales

O - - - S - E E

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Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

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Otras ceacutelulas

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

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que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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Cuerpo celular

Nuacutecleo

Sinapsis para conexioacuten

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Las ceacutelulas del hiacutegadoy el metabolismo

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Otras ceacutelulas

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

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de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

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la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

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Otras ceacutelulas

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

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Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

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Otras ceacutelulas

L ntilde U -

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L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

de las funciones de las ceacutelulas desde aquellas que se puedenapreciar de manera maacutes o menos macroscoacutepica como

la divisioacuten celular hasta esas otras que no podemos vercomo la gigantesca serie de transformaciones quiacutemicas

que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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Otras ceacutelulas

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

actualmente es factible regenerar o sustituir tejidos dantildeadosen humanos elaborar vacunas e incluso desarrollar copias ideacutenticas

de algunos organismos Gracias a los avances de la investigacioacutencientiacutefica es posible conocer miles de aspectos del funcionamiento

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Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

Las membranas de las ceacutelulas y La energiacutea y la vida Bioenergeacutetica todos

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

la estructura y el funcionamiento de los tejidos los oacuterganosy los sistemas El desarrollo de esta disciplina es el mejor ejemplo

de coacutemo la ciencia se vincula al avance que sustenta

su estudio y viceversa gracias al perfeccionamientodel microscopio inventado por Anton van Leeuwenhoeky al conocimiento de la composicioacuten quiacutemica de los seres vivos

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de las ceacutelulas de gran repercusioacuten en el conocimiento

pero sobre todo en muchiacutesimos asuntos relacionados conla salud humana Antonio Pentildea nos presenta una imagen integral

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que hacen posible la vida

Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

Panamericana de Bioquiacutemica y director del Instituto de Fisiologiacutea Celularde la UNAM Es autor tambieacuten de los libros iquestQueacute es el metabolismo

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BIBLIOGRAFIacuteA

L L

Pntilde A Fsologiacutea 1 C N Entilde

B C M 1983mdashmdashmdash Las membranas de las ceacutelulas L C

cesepC M 2007mdashmdashmdash Quiacutemca boloacutegca C N Entilde

B cecsa M 1983mdashmdashmdash G D La energiacutea y la vda L C -

cesepC M 2005

L J E Pntilde Boquiacutemca L P M MM 1990

Pntilde A A A A G-P C G R Boquiacutemca 2ordf L M 1988

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

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Antonio Pentildea es doctor en bioquiacutemica e investigador emeacuterito por la UNAMHa sido presidente de la Academia de Investigacioacuten Cientiacutefica de la Asociacioacuten

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La ceacutelula es la unidad baacutesica de todo ser vivoSu estudio la fisiologiacutea celular es esencial para entender

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